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28 Maggio 2015

Scienz(i)a.TO: le gambe bioniche controllate dal pensiero

Tra le novità scientifiche del mese, protesi che funzionano grazie a segnali scambiati fra cervello e terminazioni nervose, motori ionici e macchine fotografiche velocissime

Andrea Di Salvo

Sono allo studio protesi che si comandano col pensiero

Bentrovati alla nostra rubrica che ogni mese racconta le ultime novità in campo scientifico.

GAMBE BIONICHE CONTROLLATE DALLA MENTE
Un gruppo di scienziati islandesi dell’azienda Ossur ha realizzato nuovi arti prostetici bionici in grado di essere controllati dai pensieri di una persona.
I test sono attualmente in corso; la tecnologia si basa su un sensore mioelettrico di pochi millimetri quadrati impiantato chirurgicamente nella parte di muscolo residua del paziente per misurare e interpretare i segnali scambiati tra il cervello e le terminazioni nervose. Il movimento della gamba è monitorato da un ricevitore connesso e il processo è così fluido da permettere al paziente azioni inconsce. Thorvaldur Ingvarsson, chirurgo ortopedico e direttore della sezione ricerca e sviluppo della Ossur, spiega che il loro sensore raccoglie gli impulsi provenienti dal cervello e li trasmette alla protesi, facendola dunque muovere come desidera il paziente. Gummi Olafsson, uno dei due pazienti che ha provato la protesi negli ultimi 12 mesi, ha raccontato la sua esperienza con la nuova tecnologia: «Appena ho messo l’arto, mi ci sono voluti dieci minuti per assumerne il controllo. Potevo stare in piedi e camminare. Tornare indietro, sedermi, usare i miei muscoli per muovere il mio piede nella posizione che volevo. Non puoi credere alla sensazione che hai quando muovi la caviglia. È stato davvero strano. Non potrei spiegarlo. Era come se la muovessi con i miei muscoli, non c’era nessun altro a farlo, non lo stava facendo il piede, lo stavo facendo io e quindi è stato veramente strano e travolgente».
Non si può non essere coinvolti dallo stesso stupore guardando il video in cui Olafsson esegue diversi esercizi e test di controllo. In più, questa tecnologia è compatibile con le attuali gambe bioniche già in uso e quindi per tutti i pazienti sarà necessario solamente un upgrade delle loro protesi, già adatte alle rispettive e diverse camminate. Il passo successivo, in tutti i sensi, sarà quello di dotare le protesi di sensori ambientali, in modo da restituire ai pazienti un feedback dell’ambiente circostante, proprio come una gamba vera.

NANO-SATELLITI VERSO LA LUNA
Nella fantascienza i motori a impulso muovono diversi tipi di astronavi nello spazio profondo. Nella realtà della nostra Terra, invece, abbiamo iniziato con dei piccoli satelliti verso la Luna. Un gruppo di studenti laureati in ingegneria al MIT ha sviluppato un motore a propulsione elettrica che potrebbe essere usato per aiutare dei nano-satelliti come i CubeSats nelle manovre in orbita e in viaggio per il nostro satellite.
Diversamente dai sistemi a propulsione chimica che producono una spinta a partire dalla combustione di qualche tipo di carburante, questa tipologia di motori sfrutta la propulsione ionica: particelle cariche nel propellente fluido vengono accelerate da un campo elettromagnetico ed emesse attraverso un opportuno condotto fuori dal satellite; questo, quindi, procede nel verso opposto all’espulsione, secondo il terzo principio della dinamica, altrimenti detto di azione e reazione. Vediamolo così: se noi e un amico ci mettiamo entrambi ai rispettivi piedi un paio di pattini a rotelle, possiamo darci una spinta all’indietro semplicemente appoggiando le mani contro quelle dell’amico, posto frontalmente a noi, ed esercitando una forza. Nel caso dei nano-satelliti è lo stesso: il satellite siamo noi, mentre gli ioni sono l’amico.
La propulsione ionica non raggiunge le stesse velocità di quella chimica, ma è più efficiente. Gli sviluppatori affermano che, per una medesima missione, un sistema di propulsione elettrico richiede 1000 volte meno carburante. Una spesa non da poco considerando che per mandare 1 kg di materiale in orbita geostazionaria la spesa minima oscilla tra i 10.000 e i 40.000 $.
Inoltre, se si fosse in grado di dotare una piccola flotta di CubeSats con questa tipologia di motore, si aprirebbero interessanti scenari nell’ambito dell’esplorazione spaziale del Sistema Solare, che diventerebbe più economica e più facile di quella attuale.

IL “CIIIIIIIIS” PIÙ RAPIDO CHE CI SIA
Radiologi giapponesi hanno creato una camera in grado di catturare eventi alla velocità di un sesto di quella della luce: riesce quindi a rilevare eventi intorno ai 45.000 km/s. Il dispositivo sarà usato per catturare i processi fisici e biologici di un corpo con un livello di dettaglio mai raggiunto finora.
La camera, chiamata Stamp, può registrare eventi a una velocità superiore a un trilione di frame al secondo, 1.000 volte più veloce di una camera convenzionale ad alta-velocità. Si basa sulla divisione di un singolo impulso luminoso in una raffica di impulsi più piccoli. Questo processo di chiama dispersione ed è il medesimo di quando si osserva un arcobaleno nel cielo.
Secondo l‘articolo della rivista Science Daily, ogni flash colorato può essere analizzato per mettere insieme un’immagine in movimento di come l’oggetto sarebbe nel tempo in cui l’impulso luminoso viaggia all’interno del dispositivo. Attualmente gli sviluppatori stanno lavorando per incrementare ulteriormente le prestazioni della macchina, sostenendone le enormi potenzialità che vanno dall’accensione laser nei progetti di fusione nucleare fino alla fase di transizione dei materiali.

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Categorie: Tecnologie

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