"Dopo dieci dall'incidente anni ho visto le dita del piede piegarsi". Flavio Gaggero è una delle persone che ha potuto testare il prototipo del nuovo piede artificiale SoftFoot Pro, la protesi plantare di ultima generazione che porta la firma dell'Istituto Italiano di Tecnologia (IIT), il centro di ricerca scientifica e robotica di Genova.

Dopo la presentazione di Twin, l'esoscheletro pensato per sostenere chi non può camminare o per accompagnare nel recupero dell'uso degli arti inferiori, a luglio 2024 l'istituto di ricerca ha presentato una delle sue ultime novità. Progettato dall’Unità Soft Robotics for Human Cooperation and Rehabilitation, SoftFoot Pro è una protesi bioispirata, nel senso che riproduce l'anatomia del piede umano, nella forma e nei meccanismi di funzionamento. Anche se è ancora in corso la fase di test in laboratorio e in contesti realistici, SoftFoot Pro rappresenta una novità a livello internazionale: ha ricevuto due brevetti per diversi aspetti del suo design e ne potrebbe presto ricevere un terzo.

Manuel Catalano è un ricercatore del Laboratorio SoftBots di IIT, che in collaborazione con il Centro E. Piaggio dell’Università di Pisa, ha realizzato il nuovo piede protesico. A Fanpage.it ha spiegato cosa rende SoftFoot Pro diverso dalle protesi precedenti e le implicazioni che potrebbe avere sia in ambito medico che nel settore dei robot umanoidi.

Com’è fatto SoftFoot pro?

La nostra protesi è stata progettata in modo tale da riprodurre la struttura ossea del piede umano. È dotata di componenti elastiche che uniscono i corrispettivi di tarso, metatarso e falangi, così da riprodurre una struttura molto simile alla fascia plantare del piede umano. Questa architettura è funzionale a replicare il cosiddetto meccanismo del verricello o “windlass”. È molto leggero, pesa circa 450 grammi, ma può sopportare fino ai 100 chili.

Cos’è il meccanismo del verricello?

Il meccanismo del verricello è quel meccanismo biologico che durante il passo consente al piede umano di immagazzinare e rilasciare energia. Nella nostra protesi abbiamo riprodotto esattamente questo meccanismo ovviamente attraverso i principi della robotica: adattandosi e deformandosi a ogni passo, in base alla conformazione del suolo, SoftFoot Pro immagazzina l’energia nel passo e la rilascia uniformemente per dare la propulsione al passo successivo.

Cosa cambia tra SoftFoot e le protesi oggi disponibili?

Se guardiamo all’ambito delle protesi del piede che esistono oggi sono tutte date da lamine elastiche. Basta pensare agli atleti delle Paralimpiadi per visualizzarle. La nostra protesi invece è più complessa perché non si limita a poggiare sulle superfici, ma si adatta a queste e agli ostacoli che trova. Questa capacità è ciò che caratterizza la nostra protesi.

Nel nostro piede protesico abbiamo riprodotto due delle funzioni fondamentali del piede umano: quella di tenerci in equilibrio e quella di dare propulsione al passo. Mentre, invece, le protesi attuali riproducono soltanto il meccanismo della propulsione del passo ma non quella dell’equilibrio.

In che modo ci riesce?

Nella realizzazione della protesi abbiamo riprodotto l’architettura delle ossa del piede umano, rendendolo quindi in grado di deformarsi e adattarsi al suolo e agli ostacoli. Facciamo un esempio: se la protesi poggia accidentalmente su un sasso, la sua architettura gli permette di avvolgerlo e fa in modo che la forza del passo venga distribuita in modo omogeneo su tutta la superficie.

Quali implicazioni può avere questa nuova tipologia di protesi?

Oltre ad avere chiari benefici nella vita di chi la indosserà, questa protesi potrebbe migliorare anche l’ambito della robotica. Pensiamo ai robot umanoidi: tipicamente hanno dei piedi piatti, costituiti da elementi rigidi che determinano la loro tipica andatura rigida. Ma soprattutto, in presenza di un ostacolo, l’intelligenza del robot è costretta a ricalibrare le forze e questo è un passaggio molto complesso e difficilmente realizzabile. Un’architettura del piede diversa e quindi anche un’andatura più fluida, come quella che può rendere possibile il nostro piede protesico, potrebbero invece eliminare questo problema.

Come il settore delle protesi incontra quello della robotica?

Creare robot umanoidi è un obiettivo della ricerca ormai da tempo, ma oggi sembra un po’ più vicino. Il nostro obiettivo è riprodurre nei robot umanoidi le caratteristiche e i principi che sono tipici del corpo umano. Il mondo delle protesi umane e quello dei robot umanoidi sembrano molto lontani, ma in realtà condividono principi e tecnologie. Anzi, potremmo dire che procedono a pari passo, sebbene ognuno con le proprie specificità. Banalmente, la protesi per l’uomo deve adattarsi al corpo umano, mentre quella destinata al robot deve adattarsi alla sua struttura, ma i principi di funzionamento sono gli stessi.