Un team di ricercatori dell’Università di Cambridge ha condotto uno studio che dimostra come un terzo pollice robotico, una protesi indossabile, possa essere rapidamente padroneggiato da persone comuni, con un conseguente miglioramento della destrezza manuale.
Lo studio, pubblicato sulla rivista “Science Robotics”, sottolinea l’importanza di un design inclusivo per le tecnologie emergenti, al fine di garantire che siano accessibili e vantaggiose per tutti. I risultati della ricerca hanno mostrato infatti un impatto significativo sulle prestazioni in termini di destrezza manuale tra i partecipanti allo studio, indipendentemente da età, sesso o esperienza precedente con tecnologie simili.
L’aumento motorio rappresenta un’area emergente nel panorama tecnologico. Si tratta dell’utilizzo di dispositivi indossabili motorizzati, come esoscheletri o parti robotiche del corpo supplementari, per ampliare le nostre capacità motorie oltre i limiti biologici attuali.
Tali dispositivi promettono di migliorare la qualità della vita non solo di individui sani che desiderano aumentare la propria produttività, ma anche di persone con disabilità, offrendo loro nuovi modi di interagire con il loro ambiente.
La professoressa Tamar Makin dell’Unità di scienze cognitive e cerebrali del Medical Research Council (MRC) presso l’Università di Cambridge ha dichiarato: “La tecnologia sta cambiando la nostra stessa definizione di cosa significhi essere umani, con le macchine che diventano sempre più parte della nostra vita quotidiana e anche le nostre menti e i nostri corpi”.
E ha aggiunto: “Queste tecnologie aprono nuove entusiasmanti opportunità che possono apportare benefici alla società, ma è fondamentale considerare come possono aiutare tutte le persone allo stesso modo, in particolare le comunità emarginate che sono spesso escluse dalla ricerca e dallo sviluppo dell’innovazione. Per garantire che tutti abbiano l’opportunità di partecipare e beneficiare di questi entusiasmanti progressi, dobbiamo integrare e misurare esplicitamente l’inclusività durante le primissime fasi possibili del processo di ricerca e sviluppo”.
Dani Clode, un collaboratore del laboratorio della professoressa Makin, ha sviluppato il terzo pollice robotico, un pollice robotico extra volto ad aumentare la gamma di movimento di chi lo indossa, migliorando la sua capacità di presa ed espandendo la capacità di carico della mano. Questo consente all’utente di eseguire attività che altrimenti sarebbero impegnative o impossibili da completare con una sola mano o di eseguire attività complesse a più mani senza doversi coordinare con altre persone.
Sviluppo e funzionalità del terzo pollice robotico
Il terzo pollice robotico può essere indossato sul lato opposto del palmo rispetto al pollice biologico ed è controllato da un sensore di pressione posizionato sotto ciascun alluce o piede. La pressione esercitata dal dito del piede destro tira il pollice attraverso la mano, mentre la pressione esercitata con la punta del piede sinistro tira il pollice verso le dita. L’entità del movimento del pollice è proporzionale alla pressione applicata e il rilascio della pressione lo riporta alla sua posizione originale.
Nel 2022, il team ha avuto l’opportunità di testare il terzo pollice robotico durante l’annuale Royal Society Summer Science Exhibition, dove membri del pubblico di tutte le età hanno potuto utilizzare il dispositivo durante diversi compiti. I risultati sono pubblicati su Science Robotics.
Nel corso di cinque giorni, il team ha testato 596 partecipanti, di età compresa tra 3 e 96 anni e provenienti da un’ampia gamma di background demografici. Di questi, solo quattro non sono stati in grado di utilizzare il terzo pollice ribotico, sia perché non si adattava saldamente alla mano, sia perché non riuscivano a controllarlo con i piedi (i sensori di pressione sviluppati appositamente per la mostra non erano adatti a bambini molto leggeri).
Ai partecipanti è stato concesso un minuto per familiarizzare con il dispositivo, durante il quale il team ha spiegato come eseguire uno dei due compiti.
Il primo compito consisteva nel raccogliere i pioli da un pannello forato uno alla volta utilizzando solo il terzo pollice robotico e posizionarli in un cestino. Ai partecipanti è stato chiesto di spostare quanti più pioli possibile in 60 secondi. 333 partecipanti hanno completato questo compito.
Il secondo compito prevedeva l’uso del terzo pollice robotico insieme alla mano biologica di chi lo indossava per manipolare e spostare cinque o sei diversi oggetti. Gli oggetti, di varie forme, richiedevano diverse manipolazioni per essere utilizzati, aumentando la destrezza del compito. Anche in questo caso, ai partecipanti è stato chiesto di spostare quanti più oggetti potevano nel cestino entro un massimo di 60 secondi. 246 partecipanti hanno completato questo compito.
Quasi tutti sono stati in grado di utilizzare subito il dispositivo.
Il 98% dei partecipanti è stato in grado di manipolare con successo gli oggetti utilizzando il terzo pollice robotico durante il primo minuto di utilizzo, con solo 13 partecipanti incapaci di eseguire l’attività.
Approfondimenti sulle prestazioni del terzo pollice robotico
I livelli di abilità tra i partecipanti sono stati vari, ma non sono state riscontrate differenze nelle prestazioni tra i sessi, né la manualità ha modificato le prestazioni, nonostante il pollice fosse sempre indossato sulla mano destra.
Gli adulti più anziani e quelli più giovani avevano un livello simile di abilità nell’utilizzo della nuova tecnologia, anche se ulteriori indagini proprio all’interno della fascia di età degli anziani hanno rivelato un calo delle prestazioni con l’aumentare dell’età. I ricercatori hanno affermato che questo effetto potrebbe essere dovuto al generale degrado delle capacità sensomotorie e cognitive associate all’invecchiamento e potrebbe anche riflettere una relazione generazionale con la tecnologia.
Le prestazioni sono state generalmente più scarse tra i bambini più piccoli.
Sei dei 13 partecipanti che non sono riusciti a completare l’attività avevano meno di 10 anni e, tra coloro che hanno completato l’attività, i bambini più piccoli tendevano a ottenere risultati peggiori rispetto ai bambini più grandi. Ma anche i bambini più grandi (di età compresa tra 12 e 16 anni) hanno avuto più difficoltà rispetto ai giovani adulti.
Dani ha dichiarato: “L’incremento riguarda la progettazione di un nuovo rapporto con la tecnologia, creando qualcosa che vada oltre l’essere un semplice strumento per diventare un’estensione del corpo stesso. Data la diversità dei corpi, è fondamentale che la fase di progettazione della tecnologia indossabile sia quanto più inclusiva possibile. È altrettanto importante che questi dispositivi siano accessibili e funzionali per un’ampia gamma di utenti. Inoltre, dovrebbero essere facili da apprendere e utilizzare rapidamente per le persone”.
La coautrice Lucy Dowdall, anche lei della MRC Cognition and Brain Science Unit, ha concluso: “Se l’aumento motorio – e anche le più ampie interazioni uomo-macchina – devono avere successo, dovranno integrarsi perfettamente con le capacità motorie e cognitive dell’utente. Dovremo tenere conto delle diverse età, sesso, peso, stile di vita, disabilità, nonché del background culturale e finanziario delle persone e persino delle preferenze o antipatie per la tecnologia. I test fisici su gruppi ampi e diversificati di individui sono essenziali per raggiungere questo obiettivo”.
