Ci sono diverse spiegazioni del perché la mano umana si è sviluppata in questo modo. Alcuni ricercatori collegano i nostri pollici opponibili alla necessità dei nostri antenati di club e scagliare oggetti contro i nemici o lanciare un pugno, mentre altri affermano che un esaltatore di geni unico (un gruppo di proteine nel DNA che attiva determinati geni) è ciò che ha portato alla nostra anatomia. Ma la maggior parte concorda sul fatto che il bipedalismo, il cervello allargato e la necessità di utilizzare gli strumenti siano stati il trucco.
Eppure, per quanto abili ci facciano le nostre mani, un team di ricercatori del Massachusetts Institute of Technology pensa che possiamo fare di meglio. Harry Asada, un professore di ingegneria, ha sviluppato un robot da polso che permetterà a una persona di sbucciare una banana o aprire una bottiglia con una mano.
Insieme allo studente laureato Faye Wu, Asada ha costruito un paio di dita robotiche che tracciano, imitano e assistono le cinque cifre di una persona. Le due appendici extra, che sembrano delle dita di plastica allungate, si attaccano al bracciale e si estendono lungo il pollice e il mignolo. L'apparecchio si collega a un guanto carico di sensori, che misura il modo in cui le dita di una persona si piegano e si muovono. Un algoritmo analizza i dati di movimento e li traduce in azioni per ciascun dito robotico.
Il robot prende una lezione dal modo in cui si muovono le nostre cinque cifre. Un segnale di controllo dal cervello attiva i gruppi di muscoli della mano. Questa sinergia, spiega Wu in una dimostrazione video, è molto più efficiente dell'invio di segnali ai singoli muscoli.
Per mappare come si sarebbero mosse le dita in più, Wu si attaccò il dispositivo al polso e iniziò ad afferrare oggetti in tutto il laboratorio. Ad ogni test, posizionava manualmente le dita del robot su un oggetto in un modo che sarebbe stato molto utile, ad esempio, stabilizzando una bottiglia di soda mentre usava la mano per distendere la parte superiore. In ogni caso, ha registrato gli angoli delle sue stesse dita e quelli della sua controparte robotica.
Wu ha usato questi dati per stabilire una serie di schemi di presa per il robot e un algoritmo di controllo che fornisse l'assistenza corretta in base a una determinata posizione della mano.
Mentre il robot, che è solo un prototipo, può cambiare posizione, non può ancora imitare la forza o la forza di presa di una mano umana. "Ci sono altre cose che fanno una buona e stabile comprensione", ha detto Wu al MIT News . "Con un oggetto che sembra piccolo ma è pesante o scivoloso, la postura sarebbe la stessa, ma la forza sarebbe diversa, quindi come si adatterà a quello?" Il team non sta discutendo su come prevede di misurare e tradurre la forza ancora.
L'apprendimento automatico o la capacità di un computer di adattare i propri processi in base ai dati, potrebbe consentire al sistema di adattarsi alle preferenze di un determinato utente. Wu dice che potrebbe pre-programmare una libreria di gesti nel robot. Man mano che qualcuno lo usa, il robot si sincronizzerebbe con il modo in cui una persona afferra gli oggetti - non tutti sbucciano un'arancia allo stesso modo, giusto? - e scartano i tipi di presa che non sono comunemente usati.
Asada afferma inoltre che il dispositivo, ora piuttosto voluminoso, potrebbe alla fine essere reso pieghevole e un terzo delle dimensioni attuali. Immagina un orologio con cifre robotiche che compaiono e si ritraggono quando necessario.
Mentre Asada e Wu vedono l'utilità del loro robot per le persone con disabilità, fa anche parte di un più ampio movimento di robotica che cerca di dotare gli utenti abili di caratteristiche super-umane. Un altro sistema MIT, ad esempio, funziona secondo lo stesso principio del robot di Wu, ma aggiunge braccia extra anziché dita, consentendo agli utenti di aprire le porte con le mani piene o di tenere fermo un oggetto mentre martellano.
Per la maggior parte, questi robot indossabili riguardano l'aggiunta di forza. Il TitanArm, sviluppato dagli studenti dell'Università della Pennsylvania, consente a chi lo indossa di sollevare 40 chili in più. Configurazioni più ambiziose coinvolgono esoscheletri completi che si avvicinano sempre di più a Iron Man . Ad esempio, Daewoo Shipbuilding and Marine Engineering, un'azienda sudcoreana, ha dotato gli operai dei cantieri navali con tute che consentono loro di sollevare lastre di metallo e legname con uno sforzo relativamente minimo.
Ciò che accomuna tutti questi approcci è quanto siano semplici da usare. Gli utenti non hanno bisogno di apprendere schemi di controllo per manipolare le loro appendici robotiche, ma invece svolgono i loro compiti, facendo affidamento su uno spot di animatronic per aiutarli nel loro cammino.
