Legare i lacci delle scarpe , piegare la biancheria , aprire un sacchetto di patatine, l'elenco delle cose che sono difficili da fare con una mano sola sono innumerevoli . Le persone con una amputazione o che hanno perso una mano a causa di un incidente si trovano ad affrontare tali ostacoli ogni giorno . Per rendere più semplice la vita quotidiana , una società britannica Steeper ha sviluppato una protesi di mano mioelettrica chiamata Bebionic. Potenti motori Faulhaber assicurano che la protesi può afferrare senza problemi, rapidamente e con fermezza ogni tipo di oggetti e mantenerne una presa costante.

 

Le protesi funzionali sono note, per la maggior parte di noi, solo nei film di fantascienza e nell’immaginario conferiscono alla persona che le indossa una forza sovrumana . Al contrario , le protesi della mano possono agevolare operazioni che sono normali per la maggior parte delle persone.

 

Movimento intuitivo

La protesi Bebionic pesa tra i 400 ei 600 grammi che equivale al peso di una mano naturale. È controllata da piccoli segnali elettrici nel corpo. Questi sono generati da contrazioni muscolari misurabili con elettrodi sulla pelle - allo stesso modo di un ECG nella diagnostica del cuore. Due elettrodi, che sono integrati nella protesi, rilevano i segnali trasmettendoli al sistema di controllo elettronico. Questi segnali vengono amplificati ed utilizzati per attivare i cinque piccoli motori elettrici (uno per ogni dito) che muovono le dita e il pollice – la mano si apre o si chiude. Come risultato, la forza di contrazione muscolare controlla la velocità e la forza di presa: un segnale debole genera un movimento lento, un segnale forte genera un movimento rapido.I muscoli che sono usati per aprire e chiudere la protesi della mano sono effettivamente responsabile per il movimento del polso in una mano naturale. Chi indossa la protesi deve imparare che ha una funzione diversa. Il cervello umano è incredibilmente adattabile. Dopo un breve lasso di tempo, le persone che indossano queste protesi eseguono i movimenti in modo intuitivo.

 

Motori supplementari per un maggior controllo

La prima mano mioelettrica è stata inventata all'inizio del 1980. Esisteva un unico motore e aveva solo un semplice meccanismo di presa: il pollice, l'indice e il medio si chiudevano per una presa a tenaglia. Piccole dita erano disponibili solo per ragioni estetiche e non controllavano la forza di serraggio. Questo concetto è stato cambiato radicalmente per la mano Bebionic circa dieci anni fa. Si e notato che l’ utilizzatore necessitava di una minore forza di presa per dito se disponeva di una maggiore flessibilità. Per controllare le singole dita, ogni dito sulla mano Bebionic è dotata di un proprio motore elettrico. I quattro motori per le dita si trovano nel palmo della mano, il quinto nel pollice. Feedback sono integrati nei motori che rilevano con precisione la posizione del dito in qualsiasi momento.Grazie al controllo individuale, le dita possono essere organizzate per un totale di 14 diversi modelli di presa. Il pollice muovendosi in sintonia con le altre dita permette di tenere oggetti come piatti, chiavi o carte di credito. Con l'impugnatura gancio, carichi pesanti fino a 25 kg possono essere trasportati, il dito indice teso consente l'uso di tastiere e telecomandi. Impiegando il pollice in posizione opposta alle altre dita si può chiudere fino ad incontrare una certa resistenza permettendo di stringere oggetti di forma irregolare, come bicchieri di vino.

 

Maggiore autostima

La mano bionica rende molte attività quotidiane più facili. In realtà, spesso sono le piccole cose che diventano più facili con la protesi. Per riassumere, porta a un netto miglioramento della qualità della vita.  Inoltre, la mano artificiale ha anche un effetto psicologico, molti utenti segnalano che il loro senso di autostima è aumentata con Bebionic. In questo contesto, la soluzione interessante della protesi gioca un ruolo importante. L’ approccio è stato piuttosto insolito nello sviluppo della terza generazione di Bebionic. In primo luogo hanno sviluppato la custodia e poi cercato le soluzioni su come i singoli componenti potessero essere alloggiati. Cinque anni fa, questo non sarebbe stato possibile. La tecnologia non era abbastanza avanzata. I micromotori-DC della serie 1024 SR non erano ancora disponibili. I team di progetto, con la collaborazione dei tecnici di Faulhaber, hanno accelerato sia lo sviluppo della serie di motori che della protesi contemporaneamente. Questa intensa collaborazione si è conclusa con lo sviluppo di un motore con un rapporto potenza- volume eccezionale portando al successo lo sviluppo definitivo.

 

Motorizzazione al Top della gamma

Il nuovo micromotore serie SR 1024 è in realtà il migliore della sua classe e il più potente a parità delle dimensioni sul mercato. Con un diametro di 10 mm ed una lunghezza di 24 mm, fornisce una coppia di stallo di 4,6 mNm. Offre costantemente elevata coppia per l'intera gamma di velocità grazie alla curva di velocità / coppia piatta. Le alte prestazione sono possibili grazie allo sviluppo di una nuova bobina che contiene il 60 % in più di rame rispetto alla versione predecessore accompagnata dall’impiego di speciali magneti a terre rare. Al fine di rendere il movimento più silenzioso possibile, la mano artificiale utilizza riduttori epicicloidali della serie 10/1. "Una sfida importante è stato lo sviluppo del sistema di azionamento lineare che doveva essere integrato nel pollice", dice Tiziano Bordonzotti, Sales Engineer presso FAULHABER MINIMOTOR. Grazie a cuscinetti speciali ed altamente performanti, prodotti da  Micro Precision Systems (MPS), è stato possibile rendere il riduttore molto più corto rispetto alla concorrenza. Le caratteristiche uniche del cuscinetto a 4 punti di contatto permette di sopportare forze assiali elevate necessarie per l'applicazione, nonostante le dimensioni ridotte. Il pollice è in grado di sopportare una forza assiale fino a 300 N con un escursione totale sino a 49 millimetri.La mano Bebionic in taglia S è la più realistica protesi di mano mioelettrica sul mercato. Non sarebbe stato possibile realizzare questo progetto senza una stretta collaborazione con il team di progetto FAULHABER.