Nati per restituire mobilità a chi l’ha perduta, stanno diventando più leggeri, intelligenti e facili da indossare. Dalla riabilitazione agli anziani, fino allo sport e al lavoro, gli esoscheletri si preparano a uscire dai laboratori.
Nello scorso agosto, la Food and Drug Administration statunitense ha approvato il primo esoscheletro personale per pazienti con una lesione spinale, che dovrebbe consentire a chi è immobilizzato e può avvalersi della collaborazione di un familiare di riconquistare parte dell’autonomia perduta e di gestire più facilmente le normali attività quotidiane.
L’imbragatura robotica, chiamata Eve, consente di camminare su superfici piane e di compiere alcuni movimenti senza l’ausilio delle mani, grazie a un sistema di bilanciamento. Sperimentato in tre centri di riabilitazione, tra i quali quello della Kessler Foundation che ha sponsorizzato lo studio, Eve ha dato ottima prova di sé: i volontari hanno tutti riportato un chiaro miglioramento della mobilità, della qualità del sonno, della spasticità e, in generale, del benessere psicofisico. L’introduzione in commercio, avvenuta in settembre, metterà ora l’esoscheletro domestico a contatto con la difficile realtà di chi è paralizzato, confermando o meno le promesse della fase sperimentale.
Dalla riabilitazione alla vita quotidiana
Eve rappresenta un’evoluzione a lungo auspicata, perché per la prima volta prescinde dall’intervento di personale specializzato e dai centri di riabilitazione. Ma gli esoscheletri – nella loro accezione più ampia, e cioè quella di protesi robotiche di qualunque tipo – stanno estendendo la loro azione ben oltre l’ambito delle lesioni spinali. In alcuni Paesi come la Cina ce ne sono già diversi modelli in vendita, soprattutto nei luoghi più turistici, come le zone della Grande Muraglia caratterizzate dalle salite più impegnative.
Come ha ricordato Chris Stokel-Walker in un articolo pubblicato su Nature, gli obiettivi principali degli esoscheletri più avanzati sono due: permettere a chi vuole compiere un’attività fisica di qualunque tipo, dalla semplice passeggiata alla scalata, di diminuire gli sforzi e quindi potenziare le prestazioni; oppure aiutare gli anziani a muoversi meglio per preservare il più possibile la loro autosufficienza. Senza dimenticare che, per tutti, un esoscheletro può contribuire a ridurre il dolore articolare, quando presente.
Una spinta in più, ma senza sostituire i muscoli
L’idea di fondo è semplice: fornire una quota, di solito attorno al 10-20%, della forza necessaria a compiere un certo movimento attraverso un sistema robotico. Tra i modelli in studio vi sono, per esempio, un tutore che allevia il carico su un ginocchio artrosico, dei pantaloncini che agevolano una camminata stentata e delle scarpe motorizzate che aiutano a intensificare un allenamento.
La semplicità, tuttavia, è solo apparente. Il calcolo della forza da somministrare dipende da numerose variabili e il risultato non deve mai equivalere a tutta la spinta necessaria. Il rischio, altrimenti, è che i muscoli, costretti all’inattività, vadano incontro a una pericolosa atrofia.
L’intelligenza artificiale insegna all’esoscheletro come muoversi
Negli ultimi anni a rendere tutto più immediato è arrivata l’intelligenza artificiale (AI), che nei nuovi prototipi calcola la forza da erogare sulla base dei dati inviati dai sensori posizionati in diverse zone del corpo. Accade, per esempio, nel dispositivo ideato dai ricercatori del Georgia Institute of Technology di Atlanta, che registra e analizza i movimenti delle anche in tempo reale, o in quello progettato dai bioingegneri dell’Università del Michigan di Ann Arbor, che agisce sulle ginocchia.
Entrambi si basano su un approccio chiamato agnostico: non sono cioè impostati, come avveniva in passato, sulla riproduzione di uno specifico movimento, ma su un meccanismo comune capace di adattarsi alle necessità del momento, qualunque sia la parte del corpo interessata.
Più leggeri e indossabili come un abito
Anche dal punto di vista fisico, i nuovi esoscheletri hanno motori che assicurano una fluidità di movimento superiore rispetto al passato e sono realizzati con materiali leggeri e innovativi. L’obiettivo è pesare sempre meno e assomigliare sempre più a indumenti.
Un esempio è WalkOn, il modello progettato dai ricercatori dell’Università di Heidelberg, in Germania. Pesa soltanto tre chilogrammi, viene indossato sopra gli abiti ed è costituito da bretelle, cintura e fasce per le cosce.
Sperimentato in una decina di anziani, è stato in grado di ridurre del 10% il carico di una camminata, mentre in un gruppo di giovani impegnati ad affrontare una salita la riduzione è arrivata al 18%. Sono risultati che mostrano quanto il campo di applicazione possa allargarsi: non soltanto recuperare una funzione perduta, ma rendere meno faticoso un movimento che siamo già in grado di compiere.
Il rischio di muoversi meno
Proprio qui si apre una delle questioni ancora da chiarire. Una persona, anziana o meno, potrebbe affidarsi troppo all’aiuto tecnologico e finire per muoversi meno anziché di più. Una volta dismesso l’esoscheletro, potrebbe quindi ritrovarsi in una situazione peggiore di quella di partenza. Su questo aspetto non ci sono ancora studi a lungo termine, che sarebbero invece fondamentali per capire quali siano gli effetti di un utilizzo prolungato.
C’è poi l’incognita dell’accessibilità. I modelli già in vendita costano migliaia di dollari e questo costituisce un limite alla diffusione su larga scala, per esempio tra gli anziani delle residenze assistite o nei luoghi di lavoro caratterizzati da attività usuranti, un settore nel quale potrebbero rivelarsi particolarmente utili. Come spesso accade con le nuove tecnologie, tuttavia, la progressiva standardizzazione potrebbe portare a una diminuzione dei costi di produzione e, di conseguenza, dei prezzi finali.
Quando l’esoscheletro diventerà normale?
La direzione sembra ormai tracciata. Gli esoscheletri stanno passando da grandi strutture robotiche destinate alla riabilitazione a dispositivi sempre più piccoli, leggeri e capaci di interpretare i movimenti di chi li indossa.
La vera sfida sarà capire fino a che punto dovranno aiutarci senza sostituirsi al nostro corpo. Perché la tecnologia più efficace potrebbe non essere quella che compie lo sforzo al posto nostro, ma quella che ci permette di continuare a farlo più a lungo. Secondo gli esperti, in un futuro ormai prossimo gli esoscheletri entreranno a far parte della quotidianità di molte persone, e non soltanto di chi ha subito una lesione spinale.
