Le protesi destinate a chi ha perso gli arti sono sempre più evolute e si possono controllare usando nervi, muscoli o persino il cervello. Non c'è modo però di capire, per chi le indossa, se un oggetto afferrato è bollente o in procinto cadere, magari perché la stretta applicata è insufficiente.
Un pezzo di pelle "smart" con sensori integrati. Si allunga fino al 20 percento.
Questa capacità sono tipiche degli arti umani (e animali), ma presto potrebbero arrivare anche nelle protesi artificiali cambiando la vita di molti portatori di handicap. Un gruppo di ricercatori coreani e statunitensi ha infatti sviluppato un polimero progettato per mimare le capacità sensoriali ad alta risoluzione della pelle vera. Lo studio è stato pubblicato su Nature Communications.
Il polimero è infuso con una densa rete di sensori composto da oro ultrasottile e silicio. Il silicio è configurato in forme a serpentina che ne favoriscono l'elasticità. "I materiali sensibili all'allungamento sono in sviluppo da anni, ma il polimero creato è il più sensibile, con un massimo di 400 sensori per millimetro quadrato", scrive MIT Technology Review.
"Con questa serie di sensori ad alta risoluzione lungo le vostre dita potete restituire la stessa sensazione tattile che la mano normale trasmette al cervello", ha dichiarato Roozbeh Ghaffari, che ha contribuito allo studio. Ma c'è di più. I ricercatori hanno agito sui sensori per ottenere i giusti intervalli di estensione a seconda di dove sono localizzati sulla mano.
Hanno usato videocamere per il motion capture in modo da studiare movimenti ed estensione della mano reale e poi hanno applicato varie forme di silicio in punti differenti sulla palle della protesi per garantire tale elasticità. Infine, nel tentativo di rendere i materiali più realistici, hanno aggiunto uno strato di attuatori che riscaldano la pelle artificiale all'incirca alla stessa temperatura della pelle umana.
La nuova pelle intelligente è però solo una parte del progetto volto ad aggiungere la sensibilità alle protesi. Il problema è creare connessioni durevoli e robuste con il sistema nervoso umano in modo che chi le indossa possa davvero sentire quanto rilevato.
Dae-Hyeong Kim, che ha guidato il progetto al Seoul National University, ha connesso la pelle intelligente al cervello di un ratto ed è stato in grado di misurare le reazioni della corteccia sensoriale dell'animale in base agli input. Questo però non ha permesso di capire se, o in che modo, il ratto ha sentito calore, pressione o umidità. "Per dire l'esatto tipo di sensazione", dice Kim, "dobbiamo passare ad animali più grandi e questo sarà il nostro lavoro in futuro".