Biorobotica

TRANSLATIONAL NEURAL ENGINEERING AREA

Locomotion Biomechanics Laboratory

Il Locomotion Biomechanics Lab si propone di investigare l'effetto dell’invecchiamento e di patologie neuro-muscolo-scheletriche (per esempio, ictus o amputazioni) sulla capacità degli individui di camminare e di conservare l'equilibrio.
Le principali attività del Locomotion Biomechanics Lab sono: la valutazione quantitativa degli effetti del riadattamento neuromuscolare a seguito di invecchiamento e/o patologie; la progettazione di dispositivi meccatronici in grado di favorire il recupero della funzione locomotoria sia mediante approcci terapeutici che mediante ausili; lo sviluppo di strategie e trattamenti dedicati alla riduzione del rischio di caduta.

Le attività di ricerca hanno permesso di raggiungere i seguenti risultati:

  • Identificazione dell'incipiente caduta. L’invecchiamento e le patologie neuro-muscolo-scheletriche aumentano il rischio di caduta nei soggetti fragili, riducendone gradualmente l'autonomia. L'utilizzo di paradigmi sperimentali che emulano la realtà in condizione controllate, coniugato all'analisi della biomeccanica del movimento, ha permesso di sviluppare strategie per identificare un'incipiente caduta. Questi algoritmi, implementati in ortosi attive, sono potenzialmente in grado di ridurre la probabilità che la perdita di equilibrio possa tradursi in caduta.
  • Effetti dell'invecchiamento sul cammino. L'invecchiamento comporta la redistribuzione del carico di lavoro fra i muscoli delle gambe, riducendo l'impegno dei gruppi muscolari distali a scapito di quelli prossimali. Questa strategia sembra riflettersi nell'attività spinale alla base del cammino, anche se non modifica l'energia muscolare che sottende la locomozione.
  • Modelli semplificati di locomozione bipede. Nonostante il cammino coinvolga decine di gruppi muscolari che insistono su numerosi giunti articolari, molte delle caratteristiche biomeccaniche sono descritte adeguatamente da modelli fisici estremamente semplici come il pendolo inverso. Questa “semplicità” sembra essere l'ingrediente principale dietro cui si celano il basso costo di trasporto e il ridotto onere cognitivo, permettendo a ciascuno di noi di camminare e leggere il giornale senza alcuna, apparente, difficoltà.

 

Responsabile scientifico:

Dott. Vito Monaco 
e-mail: vito.monaco@santannapisa.it

 

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