Indipendenza e Mobilità attraverso la Robotica – Come gli Exosuit Possono Aiutare le Persone con il Morbo di Parkinson

Esoscheletri Umili ma Rivoluzionari

Dalla pubblicazione del classico di Heinlein Starship Troopers nel 1959, la fantascienza immagina armature mobili chiamate esoscheletri. Nella realtà siamo ancora lontani dal loro impiego abituale da parte di soldati spaziali.

Forme più realistiche di esoscheletri robotici vengono però sviluppate per aiutare persone con mobilità limitata e lavoratori di fabbriche e magazzini.

Un esempio è la nuova tuta robotica progettata dalla Harvard John A. Paulson School of Engineering and Applied Sciences, che aiuta i pazienti con Parkinson a recuperare mobilità.

Più precisamente affronta il “blocco della marcia”, cioè l’interruzione improvvisa del passo causata dalla malattia neurodegenerativa. Il problema riduce la mobilità, provoca cadute e può impedire del tutto di camminare.

«L’indumento robotico, indossato attorno a fianchi e cosce, esercita una lieve spinta sui fianchi mentre la gamba oscilla, aiutando il paziente ad allungare il passo.»

Questo aiuto meccanico permette di camminare più lontano, più velocemente e con minore fatica. È l’ultima versione della tecnologia robotica del Biodesign Lab di Conor Walsh per sostenere la mobilità.

Fonte: Harvard

Sistemi precedenti hanno aiutato persone colpite da ictus, pazienti con SLA e persone affette da altre malattie che compromettono la mobilità.

Perché Ora?

I prototipi di assistenza robotica esistono da oltre un decennio, ma oggi commercializzazione e diffusione sono molto più vicine.

Un fattore decisivo è lo sviluppo di batterie molto più potenti, che alimentano le tute più a lungo riducendone peso e ingombro.

Sono progrediti anche i materiali capaci di flettersi e contrarsi come muscoli, superando pistoni e ingranaggi primitivi. Il design morbido della tuta Harvard consente movimenti più fluidi e minor peso.

La diffusione degli smartphone permette inoltre comode applicazioni per controllare l’esoscheletro.

Un Mercato Nascent

Il mercato degli esoscheletri valeva circa 523 milioni di dollari nel 2022 e potrebbe raggiungere 2,2 miliardi nel 2032, con crescita annua del 15,5%. Oggi prevalgono riabilitazione e disturbi neurologici, ma cresce anche la protezione della schiena durante il sollevamento di carichi.

Gli esoscheletri motorizzati che forniscono forza attiva saranno probabilmente il passo successivo. Una diffusione ampia difficilmente arriverà prima del 2030-2040 e potrebbe interessare industria e difesa.

Innovazione Alimentata dall’Energia

Un’altra fase dell’innovazione arriverà probabilmente dall’integrazione di tecnologie ulteriori nei progetti esistenti.

Intelligenza Artificiale (AI)

Con i progressi dell’apprendimento automatico, l’AI renderà gli esoscheletri più reattivi e utili. Se Atlas di Boston Dynamics può ballare e fare salti mortali, una tuta con AI potrebbe mantenere stabile chi la indossa e facilitarne il movimento.

Fonte: Boston Dynamics

A piena maturità, sistemi simili ad Atlas potrebbero perfino camminare al posto di persone paralizzate o amputate, sostituendo la sedia a rotelle. Tute limitate a una sola gamba potrebbero offrire un aiuto analogo senza un impianto bionico completo.

Produzione Additiva

La stampa 3D sarà un’altra tecnologia utile. Può produrre a basso costo componenti complessi, anche impossibili con metodi tradizionali, e consentire di fabbricare o riparare singoli ricambi senza grandi lotti e scorte.

La stampa 3D permetterà inoltre tute molto più personalizzabili per dimensioni, vestibilità e forza, adattate alle esigenze precise di ogni utente.

Aziende di Esoscheletri & Exosuit

Exosuit Medici

1. Ekso BIONICS

Ekso BIONICS è leader negli esoscheletri e nel 2012 ha lanciato il primo modello commerciale per la riabilitazione medica. Da allora le tute ABI ed EVO hanno ottenuto l’approvazione.

Sebbene si stia espandendo nelle applicazioni industriali pesanti, l’azienda resta concentrata soprattutto su terapia e mobilità medica.

I ricavi dell’azienda crescono rapidamente, con un aumento annuo del 38% nel 2023.

Fonte: Parker

Di recente ha acquisito l’unità Human Motion and Control di Parker Hannifin, aggiungendo esoscheletri motorizzati per persone paralizzate. Ekso potrebbe così diventare un acquirente seriale, ampliando l’offerta con ricerca interna e acquisizioni strategiche.

2. ReWalk Robotics

ReWalk offre esoscheletri per la riabilitazione dopo ictus e lesioni del midollo spinale. Ha venduto oltre 600 unità, soprattutto in Germania e negli Stati Uniti.

All’inizio del 2024 ReWalk ha ottenuto la prima copertura Medicare, aprendo un mercato più ampio. Nell’agosto 2023 ha acquisito per 19 milioni di dollari AlterG, produttore di tapis roulant riabilitativi complementari ai suoi esoscheletri.

Fonte: Rewalk

Le due aziende si rivolgono agli stessi centri e terapisti, quindi l’unione delle vendite dovrebbe favorire entrambe. La copertura crescente crea, secondo l’azienda, un mercato potenziale superiore a 2,255 miliardi tra Germania e Stati Uniti.

3. Cyberdyne

Cyberdyne è nota soprattutto per l’esoscheletro HAL, progettato per rilevare e amplificare piccoli impulsi nervosi e aiutare il paziente a eseguire i movimenti desiderati.

Oltre a HAL, Cyberdyne offre un esoscheletro per arti superiori e ginocchia che sostiene una singola articolazione. Oggi è medico, ma il progetto può anticipare tute più potenti capaci di amplificare i movimenti dei lavoratori.

Il rilevamento di impulsi nervosi minimi può aiutare i pazienti a comunicare anche quando la parola è compromessa, tramite la tecnologia CYIN.

Fonte: Cyberdyne

L’azienda usa inoltre la propria esperienza in robotica e sensori per vendere robot per la pulizia, robot da trasporto e sistemi di imaging fotoacustico.

4. Trexo Robotics

Trexo è specializzata nell’assistenza robotica per bambini con disabilità come la paralisi cerebrale.

È una nicchia importante, perché i bambini hanno esigenze e capacità diverse dagli adulti durante la riabilitazione. Poter muoversi più liberamente può cambiarne la vita.

Fonte: Trexo

È anche un potente strumento terapeutico e di qualità della vita per malattie rare che potrebbero restare senza terapie efficaci per anni o decenni.

Exosuit Commerciali

1. SUITX di Ottobock

SUITX è un altro esoscheletro passivo destinato a settori come auto e logistica. Aiuta a sollevare carichi e riduce il rischio di lesioni spinali; oltre 2.000 aziende usano già i suoi prodotti.

Purtroppo per gli investitori non accreditati, la società non è ancora quotata in borsa.

Fonte: SuitX

Exosuit Militari

SABER, acronimo di Soldier Assistive Bionic Exosuit for Resupply, è una tuta da tre libbre sviluppata dall’esercito statunitense con la Vanderbilt University. Non è destinata al combattimento, bensì alla logistica.

Fonte: Herowear

Il personale militare solleva carichi pesanti ed è esposto a lesioni alla schiena. La tuta è uno “strumento indossabile leggero, discreto e non motorizzato”.

Vanderbilt aveva già lavorato a un esoscheletro simile con HeroWear e Interwoven Design. HeroWear vende la tuta civile da sollevamento Apex 2 a poco più di 1.000 dollari.

Fonte: Herowear