Gambe bioniche: dalla fantascienza agli esoscheletri indossabili

Date a un eroe di fantascienza una gamba bionica e il pubblico sa cosa aspettarsi. Il metallo si incastra al suo posto, i motori si attivano e un passo umano improvvisamente acquista la forza e la sicurezza di una macchina. L'aspetto cambia: elegante o industriale, cromato lucido o con un'estetica cyberpunk oscura. La promessa è semplice: più potenza a ogni passo.

È un'idea irresistibile. Ed è anche per questo che l'espressione "gamba bionica" può indirizzare le persone verso un prodotto molto diverso da quello che hanno in mente.

Perché appare così potente sullo schermo

Nella fantascienza, la gamba bionica è raramente silenziosa o ordinaria. Può saltare, scattare, assorbire impatti impossibili o trasformare chi la indossa in qualcosa di più che umano. La tecnologia è diventata parte del corpo e il corpo ora può fare di più.

Questa è la fantasia.

Per chi si chiede se la tecnologia potrebbe aiutare in una ripida salita, in una lunga giornata a piedi o con uno zaino pesante, "gamba bionica" sembra un nome naturale per quella fonte di energia immaginaria.

Cosa significa una gamba bionica nel mondo reale

Le vere gambe bioniche sono protesi avanzate. Sostituiscono un arto mancante e possono combinare componenti motorizzati per ginocchio o caviglia con sensori, motori, software e un sistema di controllo. La Open Source Leg, ad esempio, è una protesi robotica ginocchio-caviglia sviluppata per la ricerca sulle protesi degli arti inferiori.

Questo è ciò che una gamba bionica significa oggi nel mondo reale: tecnologia avanzata integrata in un arto protesico. Quando una persona ha già entrambe le gambe e desidera un'assistenza motorizzata per camminare, la categoria di prodotto cambia.

La soluzione più simile è un esoscheletro indossabile.

Per i consumatori, la soluzione più simile è un esoscheletro

Un esoscheletro indossabile funziona intorno al corpo anziché sostituirne una parte. Il telaio, la cintura, i polsini, i sensori e i motori si trovano all'esterno di chi lo indossa e forniscono assistenza al movimento già in atto.

Questo lo rende molto più simile al dispositivo che molte persone immaginano quando dicono "gamba bionica". Chi lo indossa apporta l'intenzione, l'equilibrio, la direzione e il primo movimento. La macchina risponde con assistenza meccanica a una particolare articolazione.

Gli esoscheletri per uso domestico possono essere progettati attorno a diverse parti del corpo. Per camminare, fare escursioni, salire le scale e altre attività che coinvolgono le gambe, un esoscheletro per l'anca motorizzato aggiunge assistenza intorno alle anche mentre ogni gamba si muove durante la falcata. Se questa categoria è nuova per te, cos'è un esoscheletro umano spiega il quadro generale.

Come l'assistenza motorizzata si unisce alla camminata

Immagina i primi passi di un sentiero in salita. Scegli il percorso, inizi il passo e sollevi la gamba sul pendio. I sensori in un esoscheletro per l'anca motorizzato leggono il movimento. Un controller interpreta la falcata e i motori sulle anche aggiungono assistenza in sincronia con essa.

Tu rimani la persona che cammina. Sei tu a decidere il ritmo, la direzione, l'equilibrio e il posizionamento dei piedi. L'esoscheletro lavora con il movimento che hai già iniziato.

In Ascentiz, questo è il movimento attorno al quale abbiamo progettato la Serie H. H Pro e H Ultra si indossano in vita e sulle cosce, posizionando i moduli motorizzati sui fianchi in modo che possano assistere ciascuna gamba durante i movimenti di camminata assistita. Man mano che chi lo indossa si muove, il sistema risponde in modo che l'assistenza segua il ritmo e la direzione della camminata.

La vestibilità è parte di ciò che rende questa risposta naturale. Un sistema sicuro di cintura e fascia per la coscia mantiene i moduli motorizzati allineati mentre chi lo indossa cambia andatura e terreno, contribuendo a far sì che l'assistenza arrivi in un punto utile della falcata. Per un'analisi più approfondita di questa relazione, consulta come funziona l'assistenza dell'esoscheletro durante la camminata.

La vera potenza si manifesta durante tutto il percorso

La fantascienza riserva alla gamba bionica un momento spettacolare: il salto, lo sprint, l'improvvisa esplosione di potenza meccanica. Un esoscheletro indossabile porta quest'idea nel ritmo di un viaggio reale: passo dopo passo, salita dopo salita.

Su un sentiero in salita, l'assistenza motorizzata all'anca si unisce a ogni passo man mano che la pendenza aumenta. Durante una lunga giornata di viaggio, funziona con il movimento ripetitivo della camminata.

Sulle scale e su terreni variabili, chi lo indossa sceglie il ritmo e il percorso, mentre il sistema reagisce ai cambiamenti di movimento.

La stessa esperienza si estende ai momenti che rendono memorabile un'escursione: raggiungere il prossimo punto panoramico con uno zaino, spostarsi tra i luoghi con una borsa fotografica o mantenere lo slancio durante un evento all'aperto. L'assistenza meccanica va oltre l'immagine cinematografica e si proietta nella giornata che ci aspetta.

Per l'escursionismo, esoscheletri motorizzati su percorsi all'aperto collegano terreno, movimento e scelta del modello in modo più dettagliato.

Come le gambe bioniche e gli esoscheletri utilizzano l'IA in modo diverso

L'IA e il software di controllo risolvono un problema diverso in una protesi bionica e in un esoscheletro indossabile.

In uno studio del 2024 pubblicato su Nature Medicine, gli elettrodi leggono l'attività elettrica dei muscoli residui, consentendo a una caviglia motorizzata di rispondere al movimento intenzionale di chi la indossa. Le interfacce neurali emergenti possono anche preservare i segnali collegati ai nervi che un tempo controllavano l'arto mancante. Questi approcci sono sistemi di ricerca specializzati, non una caratteristica universale delle protesi di gamba commerciali. Un esoscheletro non sostituisce la gamba, quindi non ha bisogno di ricreare un'articolazione mancante. Ascentiz AI OmniTerrain utilizza sensori integrati per rilevare i cambiamenti dell'andatura in diversi scenari di movimento e regolare l'assistenza all'anca in base alle intenzioni dell'utente. L'utente inizia il passo e il controller regola quando e come i motori forniscono assistenza. Una gamba bionica avanzata a controllo neurale può utilizzare segnali biologici per controllare un arto sostitutivo. Un esoscheletro per l'anca, invece, utilizza i dati di movimento delle gambe già presenti per aggiungere assistenza all'anca. Entrambi combinano sensori, algoritmi e motori, ma risolvono problemi di movimento diversi.

Scopri come la Ascentiz Serie H utilizza l'input dei sensori per regolare l'assistenza all'anca e confronta vestibilità, modalità e modelli.

Due configurazioni della Serie H per il futuro

H Pro e H Ultra sono entrambi esoscheletri per l'anca da 2,5 kg. Condividono lo stesso ruolo di base: aggiungere assistenza all'anca al movimento avviato da chi li indossa. Le loro configurazioni di batteria, i materiali, i movimenti supportati e le modalità operative creano due configurazioni diverse.

H Pro utilizza una batteria da 75,6 Wh, con un raggio di assistenza nominale fino a 25 km. Include 12 movimenti e le modalità Ease, ACC e Train.

È la configurazione della serie H a batteria singola per chi desidera un sistema di assistenza all'anca alimentato dalla batteria principale.

H Ultra utilizza due batterie da 75,6 Wh, con un'autonomia nominale fino a 25 km per batteria. Aggiunge 16 movimenti, una struttura in fibra di carbonio e titanio e la modalità Boost. Scegli H Ultra se desideri la flessibilità di due batterie, una libreria di movimenti più ampia e la modalità Boost.

Scegli H Pro per un'esperienza mirata della serie H a batteria singola. Scegli H Ultra quando desideri due batterie, più movimenti supportati, una struttura in fibra di carbonio e titanio e la modalità Boost.

Puoi confrontare l'attuale serie H di Ascentiz in base a vestibilità, configurazione della batteria, movimenti supportati e lunghezza del percorso.

Se stai valutando la configurazione a due batterie, la pagina Ascentiz H Ultra fornisce tutti i dettagli del modello.