A Bionic Man: Hugh Herr Strides Forwardes on Next-Generation Robotic Legs

Potreste sentire Hugh Herr prima di vederlo.

Il carismatico leader del gruppo di ricerca biomeccatronica del MIT indossa due gambe protesiche di nuova generazione, ciascuna appena visibile sotto il polsino dei suoi pantaloni grigi, che producono un debole ronzio percussivo ad ogni passo, come il suono di un piccolo trapano elettrico. Il suono serve quasi come un leitmotiv: lo si sente, debolmente, quando sale le scale del suo ufficio nel Media Lab del MIT, di vetro e metallo, o quando cammina sul palco durante una conferenza.

Tra i futuristi, la storia di Herr è una leggenda. Nei primi anni ’80, dopo aver perso entrambe le gambe sotto le ginocchia per congelamento in un incidente di arrampicata nelle White Mountains del New Hampshire, un medico gli disse che non avrebbe mai più scalato. Sfiduciato, Herr ha usato un’officina locale per mettere insieme protesi personalizzate di gomma, metallo e legno. Ha progettato un set di piccoli piedi che potrebbero trovare un appiglio dove il suo vecchio paio sarebbe scivolato e un set di chiodi che potrebbe usare per salire le pareti di ghiaccio più ripide. Dopo il suo incidente divenne un alpinista sicuro come non lo era mai stato prima.

Hugh Herr con le gambe robotiche
Hugh Herr con le sue gambe robotiche. Per gentile concessione di Matthew Septimus.

Questo processo di riprogettazione di elementi del proprio corpo divenne un’epifania per Herr. “Ho visto la parte biologica mancante del mio corpo come un’opportunità, una tavolozza bianca per la quale creare”, ha detto a un pubblico alla conferenza Autodesk University del 2015.

Quell’ethos ha aperto la strada a una carriera accademica e pubblica eccezionale che sfida una facile categorizzazione. Si è laureato al MIT e Harvard e alla fine è diventato il capo del gruppo di biomeccatronica del MIT, che è diventato un titano della ricerca sotto la sua guida. Nel 2011, lo stesso anno in cui ha lanciato il produttore di protesi BionX Medical Technologies, che ha creato la protesi BiOM che indossa ogni giorno, il Time lo ha definito il “leader dell’era bionica”. Invece, inquadra la sua ricerca come un imperativo morale per combattere il dolore e la frustrazione causati da interfacce insoddisfacenti tra gli esseri umani e le macchine – un percorso, crede, che porterà a un mondo in cui gli arti artificiali non si irritano e non fanno più lividi e dove i tetraplegici potrebbero camminare di nuovo.

“La mia esperienza personale ha sottolineato per me quanto il mondo sia progettato male”, dice, “e la profonda sofferenza umana che è causata dal cattivo design”.

In una certa luce, il tema centrale di quel lavoro potrebbe essere inquadrato come il concetto che una tecnologia di assistenza efficace deve rispondere in modo intelligente all’attività umana. Per quanto avanzata possa essere una protesi tradizionale, la sua morfologia grossolana è quella di una gamba di un pirata; per collegare adeguatamente un corpo umano e un arto protesico, l’arto deve percepire l’intenzione di chi lo indossa e rispondere di conseguenza.

La caviglia BiOM, un componente chiave delle gambe robotiche di Hugh Herr
La caviglia BiOM dipende da microprocessori, motori e sensori che determinano il posizionamento della protesi in modo che possa capire il suo prossimo passo. Per gentile concessione di Bruce Peterson per Boston Magazine.

Questo è il ragionamento che informa il design della caviglia BiOM. Ospitato in un elegante involucro di fibra di carbonio e cromo è un denso nido di sensori e circuiti che controlla un muscolo artificiale del polpaccio, azionato da una molla e un piccolo motore elettrico. Quando chi lo indossa fa un passo indietro, la molla cattura l’energia potenziale; quando lui o lei sale, il motore dà una piccola spinta. Il dispositivo misura anche cose come la velocità di camminata e l’angolo del colpo di tacco; il computer a bordo calcola ciò che la caviglia ha bisogno di fare per ogni passo.

Il risultato è un elegante ibrido di biologico e meccanico che emula la funzione di un polpaccio in carne ed ossa. È senza precedenti nel campo delle protesi: Ad ogni passo, il BiOM spinge l’utente in avanti con un’andatura naturale che una protesi antiquata e non automatizzata non potrebbe mai riprodurre.

Gli utenti BiOM parlano della tecnologia in termini entusiastici. L’ex marine William Gadsby, che ha perso la gamba destra in un’imboscata in Iraq nel 2007, ha iniziato a indossarne una dopo lunghe difficoltà di adattamento a una protesi tradizionale. “Per me, questo tizio, il Dr. Herr, è stato un’ispirazione”, ha detto Gadsby alla rivista Smithsonian. “Non se ne stava seduto a pensare: ‘Cavolo, vorrei che avessero trovato un gadget migliore’. Ha ottenuto quelle lauree in modo da poter aggiustare se stesso e tutti gli altri.”

Nella visione di Herr, però, le protesi come il BiOM sono solo un trampolino di lancio per un’ampia integrazione tra uomo e macchina. Anche se ogni unità è un sofisticato apparato biomeccanico – “Sono fondamentalmente un mucchio di dadi e bulloni dalle ginocchia in giù”, dice Herr – la sua intelligenza è essenzialmente circostanziale. Il BiOM utilizza sensori per rilevare il passo dell’utente e reagire di conseguenza, ma è ancora fondamentalmente scollegato dal sistema nervoso di chi lo indossa.

Per progettare una mano che sia più abile di quella di qualsiasi artigiano o un piede più forte e più agile di quello di qualsiasi ballerina, quel divario dovrà essere colmato, dice Herr. Nuovi tipi di sensori dovranno collegare il sistema nervoso umano con il digitale.

Il suo team al MIT sta esaminando una serie di strategie per realizzare ciò. Una strada promettente, per esempio, comporta la crescita dei nervi attraverso tubi sintetici che utilizzano elettrodi per raccogliere gli impulsi direttamente dal sistema nervoso.

A prescindere dalla tecnologia specifica che porta questo ponte, Herr è ottimista sulla fattibilità a lungo termine del concetto. “Fondamentalmente, se si sa come immettere e trasmettere informazioni ai nervi periferici, si risolve tutta una lunga lista di disabilità”, dice.

La FitSocket, uno strumento chiave per adattare meglio le gambe robotiche protesiche
Uno dei progetti di ricerca del MIT di Hugh Herr è la FitSocket. Utilizza una serie di attuatori per percepire la rigidità e la morbidezza di un arto al fine di creare protesi più confortevoli e più adatte. Per gentile concessione di Matthew Septimus.

Filosoficamente, fa parte di un futuro che Herr immagina in cui dati estremamente dettagliati sul corpo umano, sul sistema nervoso e sull’ambiente consentiranno la progettazione di oggetti personalizzati per ogni individuo. “Un design migliore sarà informato da una profonda comprensione dell’essere umano”, dice Herr. “In futuro, ogni essere umano avrà una rappresentazione digitale di se stesso, e ci saranno strutture di design quantitativo che useranno un corpo digitale per progettare tutti i tipi di cose che gli esseri umani usano.”

Questo è un obiettivo tecnico formidabile, ma anche un obiettivo etico, perché libererebbe le persone con corpi atipici di tutti i tipi dall’irritazione e dal disagio di usare cose progettate per il corpo medio.

Herr si china indietro, ribaltando distrattamente la sua sedia sulle sue due gambe posteriori. Un giorno, dice, immagina “un’integrazione senza soluzione di continuità tra il mondo costruito e i nostri corpi – un mondo in cui le cose funzionano davvero, le cose non causano dolore, le cose non causano una profonda frustrazione”.

Questo articolo è un estratto da The Future of Making dell’editore/autore Tom Wujec e Autodesk. Il libro esplora come le tecnologie emergenti e i nuovi modi di progettare stanno trasformando cosa e come le persone fanno le cose.

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