E’ capace di riprodurre quasi tutte le prese fatte da una mano in carne e ossa, compreso mettere in campo la delicatezza necessaria per afferrare una fragola, ma si controlla semplicemente con la contrazione dei muscoli dell’avambraccio. Il tutto con una struttura semplicissima, economica e robusta, ottenuta imitando la struttura dei legamenti e delle articolazioni umane.
“Pisa-IIT SoftHand”, questo il suo nome, è stata sviluppata dal 
Centro di Ricerca “E. Piaggio” dell’Università di Pisa e dall’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova ed è stata presentata nel corso della recente edizione del Festival della Scienza di Genova.
La mano si presenta come una novità assoluta nel panorama degli arti robotici e delle protesi, perché combina in modo efficace robustezza e flessibilità, in un prodotto dal costo molto contenuto. La struttura è in materiale plastico ed è stata ottenuta attraverso tecnologie di costruzione additive, cioè tramite una stampa 3D, che ha permesso di conferire alla mano robotica un disegno innovativo.
La mano è priva di ruote dentate ed è costituita da falangi che ruotano una sull’altra, come le articolazioni dell’uomo, e da tendini e legamenti collegati e controllati da un unico motore.
Il controllo da parte di un singolo motore, rende la mano robotica adatta a un semplice utilizzo come protesi senza richiedere lunghi tempi di apprendimento. Altra novità importante nel progetto è che quel singolo motore può essere comandato direttamente dal muscolo del braccio del paziente, non solo nell’esecuzione del movimento, come per esempio prendere o lasciare un oggetto, ma anche nell’intensità della presa da realizzare.
La mano robotica è collegata all’avambraccio tramite elettrodi che registrano l’attività elettrica di superficie (EMG) del muscolo, e il cui segnale è analizzato da un’interfaccia elettronica che comunica con il motore. Quando il braccio si muove per compiere un’azione, il segnale muscolare è interpretato dall’interfaccia che farà muovere le dita robotiche: se il muscolo si contrae, il motore della mano si aziona e la mano si chiude per prendere gli oggetti, se il muscolo viene rilasciato il motore si ferma e la mano si distende. Il nuovo disegno della Soft Hand permette di variare il grado di intensità della contrazione della mano.
Quando si prende una fragola o un sasso si compiono azioni simili ma diverse nella forza della presa, la mano robotica è in grado di distinguere e di eseguire entrambi i movimenti: prese energiche per oggetti pesanti, oppure prese lievi per quelli più delicati. I ricercatori ora lavorano perché l’interfaccia che interpreta i segnali elettrici dei muscoli possa essere incorporata globalmente nella struttura della mano.
L’obiettivo dei ricercatori del Centro di Ricerca “E.Piaggio” e dell’Istituto Italiano di Tecnologia è di realizzare un prototipo di Soft Hand che sia il più possibile simile a una mano umana, anche nella sensibilità delle superfici.
Una ulteriore linea di ricerca in corso riguarda infatti le sensazioni tattili che si hanno quando si toccano gli oggetti, per esempio la ruvidità di una superficie. Nella mano robotica queste sensazioni sono restituite grazie a degli accelerometri posti sulla punta delle dita, che inviano ai muscoli dell’avambraccio delle vibrazioni, diverse a seconda della levigatezza della superficie toccata. Le vibrazioni sono le stesse che sentiremmo con i nostri polpastrelli fatti scorrere sopra gli oggetti; sarà compito della protesi trasmetterle all’avambraccio.
Chissà se un giorno la mano robotica sarà in grado di trasmettere a chi la indossa anche quella varietà di sensazioni che si provano stringendo la mano "umana" di un'altra persona.
