Sviluppo di un sistema di comando e addestramento all'utilizzo di una protesi attiva di arto superiore mediante un ambiente di simulazione virtuale dinamico

Le protesi di arto superiore nel corso degli ultimi anni hanno subito numerosi evoluzioni e miglioramenti, ma nonostante i progressi fatti restano tutt’oggi aperti molti spazi alla ricerca e all’innovazione, soprattutto nel campo delle protesi di arto superiore completo. Scopo di questo lavoro è stato sviluppare un algoritmo per il controllo di una protesi attiva di arto superiore, il quale, partendo dalle informazioni acquisite tramite un sensore Kinect, atto a identificare eventuali oggetti di interesse al paziente e gli ostacoli che potessero impedire il movimento, e da alcuni elettrodi collegati ai muscoli residui della spalla atti a captare il tipo di movimento che l’utente voleva effettuare, riuscisse a muovere la protesi in accordo con la volontà del paziente. Il sistema è stato testato, in un ambiente di simulazione dinamico che accettasse un sistema di controllo esterno al simulatore stesso. Tale scelta è stata presa con lo scopo di realizzare uno strumento con il quale il paziente potesse imparare a usare la protesi, usando i propri impulsi mioelettrici, senza essere legati all’utilizzo della controparte fisica. Il modello di protesi virtuale è stato sviluppato riproducendo la protesi progettata dal gruppo Meccanica dei Sistemi Uomo Macchina presso il Dipartimento di Meccanica del Politecnico, consistente in una protesi di braccio avente tre gradi di libertà collegato a una mano commerciale avente due gradi di libertà più un grado di libertà per l’apertura e chiusura delle falangi. Sfruttando le informazioni provenienti dai sensori si è riusciti a muovere la protesi secondo le intenzioni del paziente, arrivando ad afferrare oggetti posti difronte ad esso. L’utilizzo di componenti comuni, facilmente reperibili e dal prezzo accessibile, rendono questa soluzione fattibile commercialmente e pongono questo lavoro di tesi come una soluzione innovativa e dall’alto potenziale in tutte quelle applicazioni che hanno come scopo la restituzione di funzionalità ed indipendenza ai soggetti interessati da amputazioni totali di braccia.