Cosa sono i sensori indossabili studiati in Italia: “Chi ha una protesi potrà sentire quello che tocca”

L'obiettivo è costruire protesi sempre più simili a un arto umano e il primo passo è realizzare sensori indossabili che restituiscano il tatto. Esistono già le neuroprotesi ma è impossibile per chi le indossa percepire caldo, freddo, umido, asciutto o ruvido. "Al momento i pazienti possono muovere la protesi ma non sentono nessuna differenza se stringono tra le mani una tazza di the caldo o una bibita fredda", ha spiegato a Fanpage.it Anna Maria Coclite professoressa ordinaria presso il Dipartimento di Fisica dell’Università degli studi di Bari, e coordinatrice del progetto “Smart Core-shell sensor arrays for artificial skins”.

"Stiamo realizzando questi sensori indossabili che permettono di rivelare cambi di temperatura, umidità e pressione, come fa la pelle umana con il tatto", ha spiegato Coclite. "Ho sempre lavorato nel campo dei materiali, nello specifico nel campo delle modificazioni superficiali. La ricerca sui sensori è partita nel 2016 quando mi è stato finanziato il progetto ERC Starting Grant da 1.500.000 euro. Poi nel 2023, la comunità europea ha finanziato anche un ERC Proof of Concept da 150.000 euro per studiare la commerciabilità di questi sensori. E questo progetto è stato trasferito a Bari".

Partiamo dalle basi, cosa sono le neuroprotesi e come funzionano?

Sono protesi che possono essere connesse al sistema nervoso e quindi agiscono sul midollo spinale attraverso una stimolazione elettrica.

Con il suo team state realizzando protesi con sensori indossabili. Mi può spiegare meglio come è nata l’idea?

Certo, io mi occupo dei sensori indossabili che permettono di rivelare cambi di temperatura, umidità e pressione, come fa la pelle umana con il tatto. Rivestendo delle protesi con questo tipo di sensori si potrebbe provare a restituire la sensazione tattile tramite piccoli stimoli elettrici. Questa, però, è solo una delle possibili applicazioni che questo tipo di ricerca potrebbe avere.

Quali sono le altre?

Altre applicazioni potrebbero essere ad esempio il monitoraggio delle attività sportive: questi sensori potrebbero essere aggiunti a dei tessuti o direttamente applicati sulla pelle come cerotti per dare informazioni sull’idratazione, il battito cardiaco o sui cambi di temperatura.

Come sono stati realizzati i sensori indossabili?

Sono fatti di due materiali, uno che cambia forma a seconda dell’umidità e della temperatura e uno che quando è deformato produce corrente elettrica. Combinando questi due materiali si riesce a ottenere un sensore che rivela tre stimoli alla volta, la temperatura, l'umidità e la pressione, mentre normalmente è necessario avere un sensore diverso per ogni stimolo. Questa semplificazione tre-in-uno ci ha permesso di miniaturizzare il dispositivo, al punto che possiamo rilevare cambi di temperatura, umidità e pressione su un'area più piccola di quella a cui è sensibile la pelle umana.

Quali disagi o problemi può provare una persona che ha una protesi senza la possibilità di percepire queste sensazioni?

Al momento i pazienti possono muovere ma non sentono nessuna differenza se stringono tra le mani una tazza di the caldo o una bibita fredda.

A che punto è il progetto?

Per ora abbiamo creato i sensori indossabili, adesso è il momento di trovarne un'applicazione ad hoc e creare un prototipo che funzioni nel suo ambiente specifico.

Quali possono essere i benefici?

I benefici dell'ultrasensibilità potrebbero essere, per esempio, la rilevazione di oggetti molto piccoli che al tatto umano non si sentono.

Per esempio, sentire la temperatura può cancellare la sensazione dell’arto fantasma?

Certamente.

Ci sono dei rischi?

Al momento non avendo ancora testato i sensori indossabili su delle protesi non siamo ancora al corrente di possibili rischi.

Ci sono invece dei limiti? Per esempio la difficoltà di percepire la temperatura o la superficie di determinati materiali?

Certamente ci sono. Per esempio distinguere tra cambi di temperatura, umidità e pressione simultanei. C'ancora molto lavoro da fare e i sensori possono essere ottimizzati, si può allungare il tempo di vita dei sensori o il sistema di trasmissione dati.

Come saranno le protesi del futuro?

Immagino hi-tech. Al contempo spero però anche non troppo costose per permettere a molti di usufruirne.