Robot Esocheletrico ELettro-IDraulico a basso costo per riabilitazione dell’arto superiore

Abstract

I robot esoscheletrici sono robot la cui struttura è collocata in prossimità del corpo e degli arti dell’uomo. Recentemente sono stati studiati per diverse applicazioni tra le quali emerge quella della riabilitazione motoria post-trauma. In questo ambito sono stati sviluppati numerosi dispositivi basati su soluzioni elettromeccaniche diverse.
Nell’ambito del progetto ROBELID verrà sviluppato un robot esoscheletrico basato su un’attuazione elettroidraulica innovativa che fa uso di una Trasmissione Idrostatica a Membrana (TIM). Questa particolare implementazione consente di realizzare un robot con motori delocalizzati rispetto alla struttura rendendola leggera e quindi molto più sicura dell’interazione con l’uomo. Inoltre, la TIM permette di implementare un controllo molto accurato delle forze esercitate dal robot senza utilizzare sensori di forza (componenti costosi e fragili) consentendo di realizzare un sistema affidabile, a basso costo, senza compromessi sulle prestazioni.
La ricerca parte da un prototipo di esoscheletro semplificato dotato di un solo giunto robotico che è già stato sviluppato dal team. Questo primo prototipo, oltre a dimostrare come la TIM possa essere compatibile con questa applicazione, evidenzia come tale sistema meccanico non richieda precisioni produttive elevate (e quindi costi associati) tanto da poter essere costruito con comuni tecniche di manufacturing additivo.
L’obiettivo del progetto è quello di realizzare un sistema esoscheletrico di almeno 4 giunti attuati tramite TIM in grado di esercitare forze nel range di 10-50 N all’avambraccio dell’utente dimostrando la possibilità di implementare un esoscheletro robotico a basso costo senza compromessi sulle prestazioni in termini di accuratezza e ergonomia.
Il progetto prevede le seguenti fasi realizzative:
1. Progetto e realizzazione
La progettazione del nuovo esoscheletro robotico prevede lo studio della cinematica e dell’architettura di sistema privilegiando soluzioni che massimizzino ergonomia e comfort. Successivamente si prevede di passare alla progettazione di dettaglio meccatronica e alla realizzazione/integrazione del prototipo.
2. Controllo e dimostrazione
Il controllo del sistema robotico verrà sviluppato e una campagna di test di caratterizzazione del nuovo prototipo verrà condotta. Il progetto si concluderà con una dimostrazione di usabilità e uno studio di ingegnerizzazione.