Exoskeletons. La nuova frontiera della Biomeccatronica per la terapia riabilitativa ed il potenziamento

Come si è potuto osservare, dalle immagini e descrizioni proposte, l’esoscheletro RoboKnee con l’ausilio dell’attuatore elastico lineare permette di ottenere una struttura robotica molto semplice, funzionale e relativamente poco ingombrante. In una realizzazione pratica sarà presente, naturalmente, una batteria a ioni di litio come sorgente d’alimentazione e la logica di controllo, che idealmente possono essere posizionati, con similitudine agli esoscheletri militari, in uno zaino indossato sullo schiena dell’individuo.

Il RoboKnee applicandosi tra il femore ed il polpaccio consente un’ottima mobilità della gamba, permettendo la completa articolazione dell’anca salvaguardandone tutti e tre i gradi di libertà. La presenza della testa a snodo sul carrello dell’attuatore, inoltre, permette un ulteriore margine di movimento alla rotazione interna/esterna del ginocchio. Il piede/caviglia, essendo libero da meccanismi, preserva la sua completa mobilità. Probabilmente, il RoboKnee è la struttura, tra quelle proposte, che meglio approssima il concetto di antropomorfismo.

Ritornando all’esoscheletro Bleex (ma l’esempio si può estendere anche alle altre suite) si è visto ad esempio che i sette gradi di libertà, come già discusso, gli permettano una buona articolazione addirittura per applicazioni veramente estreme, a fronte chiaramente di una complessa modellazione ed ingegnerizzazione del sistema. Le differenze costruttive tra il RoboKnee ed il Bleex risultano davvero evidenti, queste si estendono, non solo all’utilizzo di differenti tecnologie per l’attuazione del moto e per la sorgente di energia, ma anche per il network di sensori, fondamentali per la corretta gestione dei movimenti sull'esoscheletro da parte del “pilota”. Nel RoboKnee, l’unico trasduttore presente è quello posizionato nell’attuatore elastico per la misura della deflessione delle molle.

Nel Bleex, viceversa, sono presenti diversi dispositivi quali: accelerometri, inclinometri, sensori di forza e pressione, opportunamente sistemati lungo l’esoscheletro. La figura seguente mostra la struttura portante (indossata a spalla), dove viene alloggiato il generatore idraulico ed il carico; è possibile notare i sensori di accelerazione e di inclinazione oltre alle servovalvole per gli attuatori dell’anca.