Aggiungendo l'elettronica e la tecnologia di calcolo a un semplice bastone che esiste dai tempi antichi, un team di ricercatori della Columbia Engineering lo ha trasformato in un dispositivo robotico del 21° secolo in grado di fornire assistenza leggera nel camminare agli anziani e ad altre persone con mobilità ridotta.

Un team guidato da Sunil Agrawal, professore di ingegneria meccanica e di medicina riabilitativa e rigenerativa alla Columbia Engineering, ha dimostrato, per la prima volta, il vantaggio di utilizzare un robot autonomo che "cammina" a fianco di una persona per fornire un supporto leggero, tanto quanto si potrebbe toccare leggermente il braccio o la manica di un compagno per mantenere l'equilibrio mentre si cammina. Il loro studio è pubblicato oggi nel Lettere IEEE sulla robotica e l'automazione .

"Spesso, le persone anziane beneficiano di una leggera presa per mano per il supporto, "ha spiegato Agrawal, che è anche membro del Data Science Institute della Columbia University. "Abbiamo sviluppato un bastone robotico attaccato a un robot mobile che segue automaticamente una persona che cammina e si muove a fianco", ha continuato. "I soggetti camminano su un tappetino dotato di sensori mentre il tappetino registra la lunghezza del passo e il ritmo del cammino, essenzialmente i parametri spazio-temporali del camminare, in modo da poter analizzare l'andatura di una persona e gli effetti del tocco leggero su di essa".

Il leggero bastone robotico, chiamato CANINO, funge da assistente mobile simile a un bastone. Il dispositivo migliora la propriocezione dell'individuo, o l'autocoscienza nello spazio, durante la camminata, che a sua volta migliora la stabilità e l'equilibrio.

"Si tratta di un nuovo approccio per fornire assistenza e feedback alle persone mentre navigano nel loro ambiente, " ha detto Joel Stein, Simon Baruch Professore di Medicina Fisica e Riabilitazione e presidente del dipartimento di riabilitazione e medicina rigenerativa presso l'Irving Medical Center della Columbia University, che ha co-autore dello studio con Agrawal. "Questa strategia ha potenziali applicazioni per una varietà di condizioni, soprattutto individui con disturbi dell'andatura."

Per testare questo nuovo dispositivo, il team ha dotato 12 giovani sani di occhiali per realtà virtuale che hanno creato un ambiente visivo che si muove intorno all'utente, sia da un lato all'altro che da un lato all'altro, per sbilanciare la loro andatura. I soggetti hanno percorso ciascuno 10 giri sul tappetino strumentato, sia con che senza il bastone robotico, in condizioni che provavano a camminare con queste perturbazioni visive. In tutti gli ambienti virtuali, avere il supporto leggero del bastone robotico ha costretto tutti i soggetti a restringere i loro passi. I passi più stretti, che rappresentano una diminuzione della base di appoggio e una minore oscillazione del centro di massa, indicano un aumento della stabilità dell'andatura a causa del contatto leggero.

"La prossima fase della nostra ricerca sarà quella di testare questo dispositivo su individui anziani e su quelli con deficit di equilibrio e deambulazione per studiare come il bastone robotico può migliorare la loro andatura, " disse Agrawal, che dirige il Laboratorio di Robotica e Riabilitazione (ROAR). "Inoltre, condurremo nuovi esperimenti con individui sani, dove perturberemo il loro movimento testa-collo oltre alla loro visione per simulare i deficit vestibolari nelle persone".

Mentre le disabilità motorie colpiscono il 4% delle persone di età compresa tra 18 e 49 anni, questo numero sale al 35% di quelli di età compresa tra 75 e 80 anni, diminuzione dell'autosufficienza, indipendenza, e qualità della vita. Entro il 2050, si stima che ci saranno solo cinque giovani per ogni anziano, rispetto ai sette o otto di oggi.

"Avremo bisogno di altre vie di sostegno per una popolazione che invecchia, " Ha osservato Agrawal. "Questa è una tecnologia che ha il potenziale per colmare il divario nella cura in modo abbastanza economico".

Lo studio è intitolato, "Effetti di un dispositivo tattile che segue la persona durante la camminata in superficie con perturbazioni visive in un ambiente di realtà virtuale".