È stata messa a punto una pelle artificiale capace di percepire il tatto con un livello di precisione simile a quello del corpo umano. Il merito va a un team di ricerca che ha sviluppato un sistema ispirato alla rete neuronale del sistema nervoso, capace di replicare i meccanismi sensoriali del tatto umano. Un traguardo che apre la strada a importanti sviluppi nel campo delle protesi avanzate, della robotica e dei dispositivi indossabili intelligenti.
Il progetto è stato condotto dalla Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, sotto la guida di Calogero Oddo, docente di Bioingegneria. Grazie a sensori di nuova generazione e a sofisticati algoritmi di intelligenza artificiale modellati sul funzionamento dei neuroni tattili umani, il team è riuscito a realizzare un sistema che imita la struttura e le capacità sensoriali della pelle.
Il lavoro nasce dalla collaborazione tra il Neuro-Robotic Touch Lab dell’Istituto di BioRobotica della Scuola Sant’Anna e l’Università Federale di Uberlandia, in Brasile. I risultati dello studio sono stati pubblicati sulla rivista scientifica Nature Machine Intelligence. Oltre a rappresentare un progresso nella comprensione del tatto umano, la ricerca getta le basi per nuove tecnologie nel settore della bionica e della robotica collaborativa, come protesi capaci di restituire sensazioni realistiche o sensori tattili avanzati per robot umanoidi.
La sfida di replicare il tatto della pelle
“La percezione tattile è fondamentale per noi esseri umani: ci consente di esplorare il mondo, riconoscere oggetti e interagire in modo sicuro”, spiega il professor Oddo. “Riprodurre artificialmente questo senso complesso è una delle principali sfide nella progettazione di protesi e robot avanzati”.
La tecnologia sviluppata non si limita a percepire il tocco, ma simula anche il modo in cui il cervello interpreta gli stimoli. Il sistema è composto da una pelle sintetica ad ampio raggio dotata di sensori in fibra ottica, che rilevano pressioni e sfioramenti in tempo reale. Al centro del funzionamento c’è una rete neurale spiking, progettata per imitare il comportamento del sistema nervoso umano nell’elaborazione del tatto.
“La nostra rete è composta da due livelli: il primo simula i meccanocettori umani che reagiscono al tocco con risposte lente e rapide; il secondo riproduce una mappa tattile simile a quella che si forma nel cervello nella zona del nucleo cuneato”, spiega Mariangela Filosa, ricercatrice all’Istituto di BioRobotica e co-autrice dello studio. “Questo consente al sistema di individuare con precisione il punto di contatto e la forza dello stimolo”.
Robot più sicuri e protesi più sensibili
Le potenzialità di questa tecnologia sono molteplici. In ambito industriale, può migliorare l’interazione tra persone e macchine rendendola più sicura e intuitiva. In campo medico, potrà offrire nuove possibilità a chi utilizza protesi bioniche, restituendo sensazioni tattili realistiche attraverso stimoli sulla pelle o direttamente sul sistema nervoso.
“Nell’epoca dell’automazione avanzata, l’interazione uomo-macchina è centrale. Dotare i robot di un senso del tatto simile a quello umano è fondamentale per rendere questa convivenza più sicura, riducendo rischi e migliorando l’efficienza”, prosegue Oddo. “In parallelo, il nostro sistema apre nuove prospettive per la riabilitazione e l’assistenza alle persone, grazie a dispositivi in grado di restituire sensazioni tattili precise”.
Un pensiero speciale
Il team ha voluto dedicare questa importante scoperta a Francesco Ceccarelli, giornalista e responsabile dell’ufficio stampa della Scuola Superiore Sant’Anna, recentemente scomparso. Ceccarelli ha avuto un ruolo fondamentale nella comunicazione scientifica dell’istituto e nel promuovere l’innovazione.