Il guanto smart del MIT permette alle protesi di riconoscere gli oggetti

I ricercatori del Massachusetts Institute of Technology hanno realizzato un complesso set di dati che permette alle protesi di riconoscere gli oggetti che stanno manipolando, semplicemente indossando uno speciale guanto. Il dispositivo, denominato STAG (“guanto tattile scalabile”), è dotato di circa 550 piccoli sensori. Ogni sensore cattura i segnali di pressione durante l’interazione con gli oggetti afferrati.

Ma non saranno solo le protesi a beneficiare dei set di dati: la tecnologia potrebbe essere sfruttata anche per aiutare i robot ad identificare e manipolare gli oggetti. I test hanno dimostrato che il guanto è in grado di individuare correttamente l’oggetto toccato con un’accuratezza del 76%.

Un archivio di dati per protesi e robot del futuro

Le informazioni raccolte tramite il guanto potranno essere elaborate da un sistema di intelligenza artificiale, per poi essere sfruttate per realizzare robot con un senso del tatto simile a quello delle persone.

Gli esseri umani possono identificare e gestire bene gli oggetti perché hanno un feedback tattile. Quando tocchiamo gli oggetti, ci rendiamo conto di cosa stiamo toccando. I robot non hanno un feedback così ricco.

Afferma Subramanian Sundaram, un ex dottorando al Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL).

Abbiamo sempre desiderato dei robot in grado di svolgere compiti simili a quelli degli umani, come lavare i piatti o altre faccende. Se vogliamo che i robot siano in grado di compiere queste azioni, devono possedere una buona padronanza della manipolazione degli oggetti.

Anche i produttori di protesi potranno beneficiare del set di dati, ad esempio per scegliere i punti ottimali per posizionare i sensori di pressione e aiutare a personalizzare le protesi per le attività e gli oggetti con cui le persone interagiscono regolarmente.

Ma i vantaggi non finiscono qui. I ricercatori hanno utilizzato la tecnologia per comprendere anche la cooperazione tra le regioni della mano durante l’ interaziona con gli oggetti. Ad esempio, è stato osservato che quando qualcuno usa la parte centrale dell’indice, raramente usa il pollice. In questo modo è possibile prevedere quale parte della mano verrà utilizzata a partire dal movimento precedente.

Un ulteriore vantaggio è costituito dal prezzo: solo 10 dollari, contro le migliaia di dollari di prodotti simili in circolazione.

La mappa tattile

I sensori sono assemblati su un guanto di maglia che presenza un film polimerico che  cambia resistenza in base alla pressione applicata e sul quale sono presenti dei fili coduttivi . Quando qualcuno che indossa il guanto tocca, solleva, trattiene e rilascia un oggetto, i sensori registrano la pressione in ogni punto.

I fili si collegano poi ad un circuito esterno che traduce i dati di pressione in “mappe tattili”, che sono essenzialmente brevi video che mostrano dei punti che si espandono e si restringono. La posizione dei punti indica il punto in cui viene esercitata la pressione, mentre la loro dimensioni è un indice della forza: maggiore è la grandezza del punto, maggiore è la pressione applicata.

A partire dalle mappe tattili, i ricercatori hanno compilato un set di dati di circa 135.000 fotogrammi video, frutto delle interazioni con 26 oggetti diversi. Questi fotogrammi possono essere utilizzati da una rete neurale per predire l’identità e il peso degli oggetti.

La ricerca è stata pubblicata su Nature.