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Una pelle che funziona esattamente come quella umana (o quasi) grazie a sensori innovativi e algoritmi di intelligenza artificiale. Si tratta di un nuovo studio, elaborato da un gruppo di ricercatrici e ricercatori della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, che potrebbe portare interessanti novità nel mondo della dermatologia.
La tecnologia imita i meccanismi del cervello
Il gruppo, coordinato da Calogero Oddo, professore associato di Bioingegneria, ha sviluppato una pelle artificiale che riproduce le stesse caratteristiche morfologiche e le funzionalità tattili della pelle umana. Le tecnologie applicate al nuovo dispositivo si ispirano in tutto e per tutto alle strutture neuronali che veicolano ed elaborano l’informazione tattile. «Riprodurre artificialmente questo senso complesso è una delle sfide principali nella progettazione di robot collaborativi e di protesi bioniche», ha dichiarato Calogero Oddo.
La tecnologia sviluppata dal Neuro-Robotic Touch LabScuola Sant’Anna in collaborazione con l’Università Federale di Uberlandia riproduce non solo la sensibilità della pelle umana, ma replica anche la logica attraverso cui il cervello interpreta e localizza gli stimoli del tatto. Il cuore dell’innovazione è una pelle artificiale ad area larga dotata di sensori in fibra ottica, capaci di rilevare in tempo reale pressioni e sfioramenti: funziona prorpio come il corpo umano. Alla base c’è un’architettura computazionale bioispirata per l’elaborazione dell’informazione tattile, una rete di neuroni spiking progettata per imitare i meccanismi del sistema nervoso umano. «La rete neurale spiking è formata da due strati: il primo simula i meccanocettori umani di tipo 2 (a lento e rapido adattamento), il secondo riproduce una mappa somatotopica analoga a quella generata dai neuroni del nucleo cuneato, una regione chiave nella percezione tattile.
Questo approccio consente alla pelle artificiale di identificare il punto di contatto e decodificare l’intensità dello stimolo», ha spiegato la ricercatrice Mariangela Filosa, co-autrice dello studio.
Nuove prospettive nei settori di bionica e robotica collaborativa
Lo studio, pubblicato sulla rivista internazionale “Nature Machine Intelligence”, dà un importante contributo per quanto riguarda la comprensione dei meccanismi del tatto umano. Per elaborare tale dispositivo, infatti, il team di ricerca ha dovuto approfondire molto il funzionamento stesso del tatto, condividendo con la comunità scientifica il materiale individuato. La ricerca apre, quindi, nuove prospettive nei settori della bionica e della robotica collaborativa per lo sviluppo di dispositivi indossabili intelligenti, di protesi in grado di restituire informazioni sull’interazione tattile e di sensori che permettono ai robot di percepire l’ambiente circostante. Le potenziali applicazioni, infatti, includono sia la robotica collaborativa che le protesi bioniche per persone con disabilità.
«La possibilità di dotare i robot di un senso del tatto artificiale ispirato a quello umano fa sì che questa interazione avvenga in maniera sicura, intuitiva ed efficace, mitigando il rischio di infortuni per gli operatori e le operatrici», ha commentato Calogero Oddo «le tecnologie assistive e riabilitative d’avanguardia saranno dotate di sensori tattili intelligenti per ripristinare o aumentare l’informazione tattile attraverso feedback realistici, cutanei o neurali».
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