High Herr e Cameron Taylor, sono due degli autori principali dello studio pubblicato il 18 agosto 2021 su Science Robotics, intitolato “Magnetomicrometry”. L’idea che ha plasmato la strada percorsa dai ricercatori, è relativamente semplice: inserire piccole sfere magnetiche all’interno del tessuto muscolare di un arto amputato, misurare quanto e come si contrae il suddetto muscolo, trasmettere questo feedback alla protesi, così che questa possa “comportarsi il più naturalmente possibile” – il tutto, in qualche millisecondo.
Ad oggi, la maggior parte di questi arti protesici vengono controllati mediante degli elettrodi posizionati sulla superficie cutanea o impiantati chirurgicamente nel muscolo: in ogni caso questo approccio, chiamato elettromiografia o EMG, fornisce informazioni legate esclusivamente all’attività elettrica nel muscolo.
Quando usi il controllo basato sull’EMG, stai guardando un segnale intermedio. Stai vedendo cosa il cervello sta dicendo al muscolo di fare, ma non cosa effettivamente sta facendo
sottolinea Cameron Taylor, postdoc al Massachusetts Institute of Technology.
Da ciò, l’idea di inserire nei muscoli coppie di magneti per ricavare fondamentali informazioni, elaborate in base alle contrazioni registrate, alla loro velocità, alla mutata posizione di una sfera rispetto alla seconda della coppia. Tutte queste misurazioni, registrate da sensori esterni – collocati in prossimità dei magneti, anche sui vestiti – potrebbero essere inserite in un modello computerizzato e matematico dell’intera articolazione, capace di prevedere il movimento dell’arto fantasma nel paziente, nel tempo e nello spazio.
Uno dei principali ostacoli all’utilizzo della magnetomicrometria negli scorsi anni, era il “lungo” lasso di tempo che intercorreva per queste misurazioni, impattando di conseguenza sul movimento – e sulla velocità di reazione – della protesi. Questa problematica è stata risolta grazie ad Herr e Taylor, i quali hanno sviluppato un algoritmo che ha notevolmente ridotto la quantità di tempo necessaria ai sensori per determinare in tempo reale la posizione dei piccoli magneti.
La ricerca è stata finanziata dal MIT Media Lab, dalla Salah Foundation, dal National Institutes of Health e dalla National Science Foundation. Questo nuovo approccio è stato testato sugli animali, dimostrandone la rapidità ed accuratezza di misurazione, l’elevata qualità del segnale, la minima invasività dell’approccio.
Nei prossimi anni, il team di lavoro spera di poter applicare sperimentalmente la magnetomicrometria ad alcuni pazienti che presentano amputazioni sotto al ginocchio.