I fautori della teoria della singolarità tecnologica insistono sul fatto che sia solo una questione di tempo prima che l’umanità possa infine fondersi con le macchine e dare origine ad un nuovo ordine sul pianeta Terra. Mentre gran parte di questa discussione si concentra sull’intelligenza artificiale, il “nostro” futuro cyborg sicuramente includerà anche una componente fisica.
Per quelli di noi che sono inclini a questo tipo di speculazione, è l’esoscheletro ad entrare in gioco. Non è più un concetto legato alla fantascienza: gli esoscheletri sono costantemente in movimento fuori dai laboratori di ricerca e nel mondo reale. Le applicazioni mediche e militari sono già ben consolidate e i recenti sistemi di lavoro sono stati impiegati per aiutare gli addetti a gestire carichi pesanti e stress ripetitivo.
Oggi i ricercatori stanno sviluppando un nuovo tipo di sistema di esoscheletro personalizzato che si adegua al paziente. Progettato per reagire e adattarsi ad ogni singolo utilizzatore, il sistema può ridurre in modo significativo la spesa energetica impiegate per le attività quotidiane come camminare, migliorando efficacemente la resistenza umana.
Al momento, il nuovo sistema ha un singolo modulo, un’unità relativa caviglia che cambia gradualmente il suo modello di assistenza quando una persona cammina. Monitorando attivamente il dispendio energetico complessivo dell’utilizzatore, l’unità può fare piccoli aggiustamenti che ottimizzano l’efficienza di locomozione standard.
Secondo un nuovo documento di ricerca appena pubblicato sulla rivista Science, i soggetti di prova che indossano l’unità hanno sperimentato una riduzione del 24 per cento della spesa energetica mentre si cammina. Una cosa da notare è quanto grandi siano le riduzioni di costo metabolico di questo studio, secondo quanto sostiene il co-autore Rachel Jackson, socio di ricerca in ingegneria meccanica presso la Carnegie Mellon University. “Le riduzioni che abbiamo osservato sono state enormi – il 24 per cento, ovvero le più considerevoli fino ad oggi – e questo è quanto si è ottenuto utilizzando solo un esoscheletro della caviglia indossato su una gamba sola”.
Per assistere i soggetti dello studio, i ricercatori hanno utilizzato un emulatore della caviglia che impiega sorgenti elettromeccaniche e cavi che interagiscono con il piede e la tibia. L’emulatore agisce essenzialmente come una caviglia esterna, assorbendo il peso e lo stress della caviglia vera.
Per monitorare la spesa energetica, i soggetti in prova hanno indossato una maschera respiratoria che misurava l’ossigeno e il carbonio. “Sapendo di queste misurazioni e di come il gas viene scambiato nel corpo, siamo in grado di stimare il tasso metabolico di un individuo in watt per unità di massa corporea”, ha spiegato Jackson.
Con questo emulatore che mostra tali risultati promettenti, ci si chiede se questo sistema di esoscheletro possa essere modificato per funzionare con altre parti del corpo umano. “Il nostro laboratorio sta attualmente sviluppando un esoscheletro degli arti inferiori che assiste in corrispondenza delle articolazioni della caviglia, del ginocchio, dell’anca. Stiamo pensando di usare lo stesso approccio nella scoperta di una strategia di assistenza ottimale per questo esoscheletro multi-venture”. Per essere chiari, il team di ricerca non mira a migliorare la specie umana in una sorta di fumetto o supereroe di strada. Gli obiettivi sono di breve termine e pratici. “Ci aspettiamo che tali dispositivi possano migliorare le prestazioni degli individui, per camminare o correre più velocemente o più lontano”, ha spiegato Jackson. “Pensiamo anche che questi dispositivi saranno in grado di assistere le persone con disabilità nella deambulazione, come amputati, individui post-ictus e con altre lesioni neurologiche.”