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INIZIO_TESTO_DA_INDICIZZARE

PROGRAMMA DI RICERCA 2006

italiano - english
Unità di Ricerca
Programmi di ricerca simili:
Classificazione scientifico-disciplinare
Classificazione brevettuale
  • ELECTRICITY
    • BASIC ELECTRONIC CIRCUITRY
      • AMPLIFIERS (measuring, testing G01R; optical parametric amplifiers G02F; circuit arrangement with secondary emission tubes H01J43/30; masers, lasers H01S; control of amplification H03G; coupling arrangements independent of the nature of the amplifiers, voltage dividers H03H; amplifiers capable only of dealing with pulses H03K; repeater circuits in transmission lines H04B3/36, H04B3/58; application of speech amplifiers in telephonic communication H04M1/60, H04M3/40)
  • HUMAN NECESSITIES
    • MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
      • ELECTROTHERAPY; MAGNETOTHERAPY; RADIATION THERAPY (measurement of bio-electric currents A61B; electrosurgical apparatus or circuits therefor A61B17/36; physical therapy arrangements in general A61H; anaesthetic apparatus in general A61M; incandescent lamps H01K; infra-red radiators for heating H05B)
      • FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS (dental prosthetics A61C)
  • PHYSICS
    • MEASURING (counting G06M); TESTING
      • MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE (sensing pressure changes for compensating measurements of other variables or compensating readings of instruments for variations in pressure G01D or other relevant subclasses for the variable measured; weighing G01G; converting a pattern of forces into electrical signals G06K11/00)
Bibliografia
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Parole Chiave
PROTESI DI MANO, BIOROBOTICA, SISTEMI EMBEDDED, BIONICA, NEUROCONTROLLO, BIOMECCATRONICA, SEGNALI BIOMEDICI, SENSORI TATTILI, PROGETTAZIONE ANALOGICA E DIGITALE

SAFEHAND - Progettazione e sperimentazione di una Protesi di Mano Cibernetica

Abstract
Il mondo su cui viviamo è stato modificato significativamente dagli essere umani attraverso le loro mani. La maggior parte degli oggetti e degli strumenti che utilizziamo ogni giorno sono stati fabbricati per essere manipolati e “sentiti” dalla nostra mano. Le funzionalità che devono essere ripristinate in una persona che ha subito una amputazione riguardano principalmente la possibilità di afferrare, percepire e manipolare gli oggetti durante le attività di vita quotidiana. Negli ultimi 30 anni sono state sviluppate diverse protesi di mano innovative, tuttavia dagli studi epidemiologici emerge che una percentuale che va dal 30% al 50% degli amputati non utilizza regolarmente le protesi di mano perché ritiene che abbiano una funzionalità ed una usabilità limitata e insufficiente. SAFEHAND è finalizzato a superare i limiti delle protesi di mano per ottenere una sostituzione funzionale completa della mano naturale con una mano artificiale e accettabile. Gli obiettivi di progetto sono l’estetica (compatibile con la mano umana), la destrezza e la controllabilità. Questi obiettivi devono essere raggiunti sfruttando tecnologie di biorobotica, e di microelettronica, in modo da sviluppare sottosistemi e componenti critici come il sistema di attuazione che deve essere di piccole dimensioni e di elevata densità di potenza, e il sistema di sensori che deve avere prestazioni elevate in termini di affidabilità e velocità di risposta.
Il progetto SAFEHAND è finalizzato alla >>>

Coordinatore Scientifico del Programma di Ricerca
Maria Chiara Carrozza Scuola Sup. di Studi Univ. e Perfezionamento S.Anna di PISA
Obiettivo del Programma di Ricerca
Il sistema umano è sempre stato un importante modello di ispirazione per gli ingegneri per la progettazione di componenti e dispositivi con elevate prestazioni. In particolare, la mano umana è un esempio meraviglioso di come un sistema integrato possa essere capace di realizzare operazioni complesse ed esercitando livelli variabili di forza, usando una combinazione molto efficace di meccanismi, sensori, attuatori e controllo. La mano umana non è soltanto un efficace strumento ma è pure uno strumento ideale per acquisire informazioni dall’ambiente esterno. Sistemi in grado di imitare le capacità di manipolazione ed esplorazione della mano umana, sono da secoli il sogno di scienziati e ingegneri.
In realtà, lo sviluppo di una mano artificiale veramente simile a quella umana e la sua connessione al cervello, è probabilmente il più conosciuto paradigma della “bionica”. Il progetto SAFEHAND mira a combinare i recenti sviluppi della ricerca in diversi settori dell’ingegneria in modo da studiare e sviluppare il concetto di una mano “bionica”, ovvero una mano artificiale la cui forma, funzione e soprattutto percezione, sia così avanzata da essere connessa al cervello ed intercambiabile con la mano naturale. La figura 1 mostra i moduli principali che compongono la protesi di mano cibernetica finale: una parte impiantabile composta dagli elettrodi neurali e dall’elettronica di stimolazione, registrazione; una trasmissione in radiofrequenza (RF) di dati e di energia; una parte >>>

Durata
24 mesi
Base di partenza scientifica nazionale o internazionale
Lo stato dell’arte presentato nel seguito è finalizzato all’inquadramento del settore delle protesi di mano, dalla lettura del documento si evince come la protesi di mano SAFEHAND sia innovativa rispetto allo stato dell’arte perchè rappresenta un sistema integrato, progettato per essere neurocontrollato e quindi per connettersi con il controllo afferente e la stimolazione efferente.
Il progetto SAFEHAND è finalizzato alla progettazione della protesi cibernetica partendo dai risultati del progetto CYBERHAND descritti nell'ultima parte di questo documento.
Progetti precedenti o paralleli
Il progetto SAFEHAND si potrà arricchire di significativi input provenienti da progetti pre-esistenti e co-esistenti nei quali vengono sviluppate mani artificiali per protesi intelligenti. Il progetto CYBERHAND (IST-2001-35094) (www.cyberhand.org), conclusosi nell’Ottobre 2005, è stato coordinato dalla Scuola Superiore Sant'Anna. CYBERHAND (acronimo per “Development of a CYBERnetic HAND prosthesis”) ha avuto come obiettivo principale l’incrementare la conoscenza di base sulla rigenerazione neurale e sul controllo senso-motorio della mano nell’uomo. Sulla base di tali ricerche è stata aperta la strada verso lo sviluppo di una nuova tipologia di protesi di mano. CYBERHAND rappresenta il primo progetto di ricerca europeo nel quale si è lavorato nell’ambito della ricerca in quattro aree principali simultaneamente: una mano biomeccatronica artificiale, un sistema >>>