PRIN 2022 - ARTIS

Descrizione del progetto 

Il progetto ARTIS è un PRIN (Progetti di Rilevante Interesse Nazionale) finanziato dal Ministero dell'Università e della Ricerca e in collaborazione tra l’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna, l’Università degli Studi di SIENA e il Politecnico di MILANO.

L’obiettivo principale è quello di sviluppare manipolatori robotici modulari per tele-palpazione a controllo bidirezionale, che integrano sensori tattili FBG (Fiber Bragg Grating) e tecnologie di imaging, come l’HSI (Hyper-Spectral Imaging), per la caratterizzazione non-distruttiva di biomateriali. Tali sensori vengono utilizzati per la decodifica delle informazioni biofisiche di campioni di tessuti umani da trasferire sottoforma di stimolazione sensoriale (tattile e/o termica) all’operatore/trice, tramite una o più interfacce aptiche indossabili. Tale piattaforma consentirebbe all’utente di esplorare phantom di tessuti umani, sia sani che patologici, controllando un manipolatore robotico da remoto, e di percepirne in tempo reale caratteristiche tattili e/o termiche, quali rugosità, curvatura, durezza, temperatura e flusso di calore. Tali informazioni sensoriali consentiranno, inoltre, di realizzare un atlante di informazioni aptiche e spettrali sui campioni biologici in continua evoluzione, che potrà essere messo a disposizione come piattaforma pubblica, consentendo alla comunità scientifica di utilizzare i dati raccolti nel progetto ARTIS per sviluppare modelli biomeccanici tramite strategie di AI (Artificial Intelligence). L’atlante consentirà inoltre, nel follow-up di progetto, di categorizzare diversi materiali e tessuti in base alle loro caratteristiche strutturali come, ad esempio, la presenza di noduli in chirurgia oncologica.

La piattaforma ARTIS costituirà un manipolatore sensorizzato con restituzione di un feedback aptico all’utente, per la tele-palpazione di tessuti biologici a scopo diagnostico e per la loro esplorazione durante procedure mediche, inclusa la chirurgia minimamente invasiva. Sotto questo aspetto, il progetto ARTIS avrà un forte impatto nel dominio scientifico, aprendo la strada verso nuove applicazioni nella robotica e nella bioingegneria. 

Obiettivi attesi 

• Progettazione e realizzazione di un dito per manipolatore robotico sensorizzato con FBG (Fiber Bragg Grating), in grado di rilevare le proprietà meccaniche di phantom biomimetici rappresentativi di tessuti umani, sia sani che patologici.
• Sviluppo di un metodo di caratterizzazione di materiali mediante HSI (Hyper-Spectral Imaging), volto ad arricchire le informazioni tattili acquisite tramite la tecnologia FBG.
• Sviluppo di un sistema bidirezionale, che consenta all’operatore/trice di controllare il manipolatore sensorizzato e di ricevere un feedback aptico in tempo reale.
• Integrazione delle componenti di sensing e feedback nella piattaforma ARTIS e sviluppo di phantom biomimetici per la validazione della combinazione delle tecnologie FBG e HSI.
• Raccolta delle informazioni sensoriali ottenute in un atlante di campioni biologici, a disposizione della comunità scientifica.

ENTE PROMOTORE: Ministero dell'Università e della Ricerca  

NOME PROGETTO: ARTIS 

CUP: J53D23000630006  

PERIODO E DURATA: 29/09/2023 - 28/09/2025 (24 mesi) 

FINANZIAMENTO: 67.818 €  

COORDINATORI: SSSA Prof. Calogero Maria ODDO 

REFERENTI SSSA: Prof. Calogero Maria Oddo, Dott.ssa Ric. Mariangela Filosa.

PARTNER: Politecnico di Milano, Referente: Prof.ssa Paola Saccomandi; Università degli Studi di Siena, Referente: Prof. Gionata Salvietti.