Il 12 giugno 2014 all’Arena Corinthians di San Paolo poco prima delle 17:00 ora locale, un giovane paraplegico brasiliano si alzerà da una sedia a rotelle, camminerà per qualche metro fino al centro del campo per dare il primo calcio per la cerimonia d’apertura della Coppa del Mondo 2014.
La tuta utilizzata dal giovane paraplegico è un esoscheletro protesico controllato mentalmente da un dispositivo creato da Miguel Nicolelis scienziato brasiliano professore di neuroscienze di Duke University in North Carolina, è uno dei principali ricercatori nel campo delle interfacce cervello-macchina (Brain Machine Interfaces, BMI).
L‘esoscheletro è il culmine di anni di lavoro di un team internazionale di scienziati e ingegneri sul progetto “Camminare di nuovo”. Il lavoro della robotica è stato coordinato da Gordon Cheng presso l’Università Tecnica di Monaco di Baviera, i ricercatori francesi hanno costruito l’esoscheletro. La squadra di Miguel Nicolelis ha sviluppato i modi di leggere le onde cerebrali delle persone, e utilizzare tali segnali per controllare arti robotici. Il team ha aperto una pagina Facebook per documentare il progetto nei giorni che precedono la Coppa del Mondo. Un sito web dedicato sarà online entro questa settimana.
Miguel Nicolelis in un laboratorio di riabilitazione NeuroRobotics a São Paulo per usare l’esoscheletro sta allenando nove uomini e donne paraplegici, di età compresa tra i venti e i quaranta anni. Tre paraplegici saranno scelti per partecipare alla cerimonia di apertura, prima della partita inaugurale tra il Brasile e la Croazia, solo un paraplegico sarà sul terreno di gioco per dare il calcio d’inizio.
Caratteristiche dell’esoscheletro
Il paraplegico per far funzionare l’esoscheletro indossa un berretto dotato di elettrodi per raccogliere le loro onde cerebrali, questi segnali sono trasmessi a un computer (collocato nello zaino) per essere decodificati e utilizzati per spostare i driver idraulici sulla tuta. L’esoscheletro è alimentato da una batteria (anche questa è nello zaino) che permette due ore di utilizzo continuo.
Miguel Nicolelis ha aggiunto:
«I movimenti sono molto regolari, sono umani, non movimenti robotici. I pazienti nelle prove sembrano aver preso confidenza con l’esoscheletro, un paziente mi ha detto: “Questo dispositivo è stato fatto per me“.
I piedi di chi utilizza l’esoscheletro poggiano su piastre che hanno sensori per rilevare quando avviene il contatto con il terreno, a ogni calpestio, un segnale vibra sul dispositivo posto sul braccio, sembra ingannare il cervello facendogli credere che la sensazione arriva dal loro piede. I pazienti nelle simulazioni di realtà virtuale, ritenevano che le loro gambe si muovessero e toccavano qualcosa, un paziente, la cui lesione spinale significava che non poteva sentire o muovere le gambe, mi ha detto: “Mi sento come se stessi camminando sulla spiaggia, toccando la sabbia“. E’ paragonabile all’effetto dell’illusione della mano di gomma, dove la mente è ingannata nel pensare che un oggetto inanimato sia parte della persona. Si conferma la nostra previsione, ci accingiamo a suscitare una sensazione che l’esoscheletro è un’estensione del loro corpo.
I pazienti in altri studi hanno utilizzato il sistema di controllo mentale per camminare su un tapis roulant. Ritengo la tecnologia pronta per trasformarsi in dispositivi di uso quotidiano per aiutare i paraplegici, potrebbe infine sostituire le sedie a rotelle.
Tutte le innovazioni che stiamo mettendo insieme per questo esoscheletro hanno l’obiettivo di trasformarlo in qualcosa che può essere utilizzato dai pazienti che soffrono di una varietà di malattie e infortuni che causano paralisi. Il sistema è stato sottoposto a numerosi test di sicurezza. L’esoscheletro è dotato di molteplici giroscopi per bilanciare e impedire le cadute durante la camminata. Come misura di sicurezza extra è stato attrezzato con più airbag.
Il mese scorso, insieme ai miei colleghi siamo andati a vedere le partite di calcio a San Paolo per verificare se le radiazioni del telefono cellulare dalle folle potevano interferire con la tuta e il comportamento dell’esoscheletro. I test sono stati incoraggianti. Le probabilità di malfunzionamento dell’esoscheletro sono quasi nulle».
