Questione di pelle, sì. Una pelle speciale sviluppata in laboratorio e capace di percepire contatto, calore e dolore come la mano bionica di Luke Skywalker in Guerre Stellari.
Non è più fantascienza: un team di ricercatori italiani ha messo a punto una pelle artificiale in grado di ‘sentire’ gli stimoli proprio come quella umana. In pratica, la super pelle artificiale è in grado di localizzare il tocco con precisione, grazie a una rete neuronale bioispirata che replica i meccanismi sensoriali del nostro sistema nervoso.
Una soluzione frutto di un team di giovani cervelli della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa coordinati da Calogero Oddo, già 40 Under 40 di Fortune Italia che da anni è impegnato su questo filone della ricerca. Un lavoro di frontiera che potrà essere utile per dispositivi indossabili intelligenti, protesi smart finalmente in grado di restituire feedback realistici e robot antropomorfi ancor più avanzati rispetto al droide protocollare C-3PO.
Nato da una collaborazione tra il Neuro-Robotic Touch Lab dell’Istituto di Biorobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e l’Università Federale di Uberlandia (Brasile), questo studio è stato pubblicato su ‘Nature Machine Intelligence’. I ricercatori hanno sfruttato sensori innovativi e algoritmi di intelligenza artificiale che si ispirano alle strutture neuronali che veicolano ed elaborano l’informazione tattile per riprodurne le caratteristiche in laboratorio.
Le prospettive di questo lavoro spaziano dai settori della bionica alla robotica collaborativa: pensiamo solo a robot in grado di percepire (toccandolo) l’ambiente circostante.
Pelle, sensori, AI e questione di… tatto
Come ricorda Calogero Oddo, “la percezione del tatto è una funzione essenziale per gli esseri umani: permette di riconoscere e localizzare stimoli fisici, di esplorare l’ambiente e di interagire in modo sicuro con il mondo esterno. Riprodurre artificialmente questo senso complesso è una delle sfide principali nella progettazione di robot collaborativi e di protesi bioniche”.
Dalla carezza alla stretta
Il team della Scuola Sant’Anna è riuscito in una duplice sfida: riprodurre la sensibilità della pelle umana, replicando la logica attraverso cui il cervello interpreta e localizza gli stimoli tattili. Risultato: una pelle artificiale dotata di sensori in fibra ottica, in grado di rilevare in tempo reale pressioni e sfioramenti. A rendere questa pelle intelligente è un’architettura computazionale bioispirata per l’elaborazione dell’informazione tattile, una rete di neuroni spiking (in pratica artificiali) progettata per imitare i meccanismi del sistema nervoso umano.
Un doppio strato
Cerchiamo di capire un po’ meglio questa sorprendente ricerca. “La rete neurale spiking – spiega Mariangela Filosa, ricercatrice presso l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna e prima co-autrice dello studio – è formata da due strati: il primo simula i meccanocettori umani di tipo 2 (a lento e rapido adattamento), il secondo riproduce una mappa somatotopica analoga a quella generata dai neuroni del nucleo cuneato, una regione chiave nella percezione tattile. Questo approccio consente alla pelle artificiale di identificare il punto di contatto e decodificare l’intensità dello stimolo”. Proprio come fa l’epidermide umana. Una caratteristica che ci permette, ad esempio, di distinguere un pericolo da una carezza.
Protesi bioniche sensibili e oltre
Ma quali saranno le potenziali applicazioni di questa tecnologia? Stando ai ricercatori della Sant’Anna sono molteplici e vanno dalla robotica collaborativa, per garantire un’interazione sicura tra persone, ambienti e macchine, alle protesi bioniche per persone con disabilità.
“A partire dalla quarta rivoluzione industriale, l’interazione tra persone e macchine è diventata un elemento chiave in molti settori della robotica. La possibilità di dotare i robot di un senso del tatto artificiale ispirato a quello umano – spiega Calogero Oddo – fa sì che questa interazione avvenga in maniera sicura, intuitiva ed efficace, mitigando il rischio di infortuni per gli operatori e le operatrici”.
Ma c’è di più: e la promessa questa volta è rivolta a persone vittime di incidenti, traumi o gravi patologie. “La pelle artificiale che abbiamo sviluppato – assicura Oddo – offre ampie prospettive anche nel settore della bionica: le tecnologie assistive e riabilitative d’avanguardia saranno dotate di sensori tattili intelligenti per ripristinare o aumentare l’informazione attraverso feedback realistici, cutanei o neurali”. Perchè anche per un grsto semplice come una stretta di mano, essere in grado di percepire l’intensità del tocco e il calore della pelle altrui è fondamentale.
