Dalla percezione all'azione
Una forte motivazione per lo sviluppo di questo dispositivo di mano protesica innovativo è stata data dall'interesse orientato ai compiti della comunità di utenti. Spesso i pazienti esprimono la necessità di sostituire il proprio arto mancante con una sostituzione per la mano funzionale che consenta loro di svolgere attività quotidiane in modo autonomo. La mano cibernetica è per definizione collegata da interfacce neurali a una persona e pertanto consente di sfruttare il meccanismo di coordinazione sensoriale-motoria per controllare le forze di presa. Dato che non è solo un'imitazione della struttura muscolo-scheletrica umana, i segnali neurali usati per arrivare al muscolo originale della mano vengono interpretati per essere in correlazione con i movimenti dell'articolazione. Con lo scopo finale di collegare la CyberHand tramite interfacce neurali impiantate nei nervi periferici, il design modulare consente di sfruttare e soprattutto di convalidare diverse interfacce neurali. La ricerca al Fraunhofer - Institut für Biomedizinische Technik ha fatto passi avanti verso lo sviluppo di sistemi di telemetria impiantabili per registrare i segnali e gli stimoli elettroneurografici dei nervi periferici. Il sistema sensoriale di CyberHand include sensori che hanno lo scopo di imitare in maniera funzionale i sensori del tatto nella pelle umana e produrre le informazioni sull'interazione tra la mano e l'oggetto raggiunto. I sensori del tatto biologici rappresentano le proprietà fisiche dell'ambiente a contatto con la pelle e si trovano in varie strutture distinte all'interno della cute umana. Le risposte dei neuroni sensoriali alla stimolazione meccanica, come il tocco e la compressione dei tessuti, sono state studiate con uno stimolatore pneumatico. Il sensore ultrasonico incorporato nella punta di stimolazione ha dato le informazioni essenziali sul contatto. Il design modulare di CyberHand rende le sue tecnologie avanzate e le ipotesi scientifiche sui test relativamente facili da sfruttare per il ruolo funzionale dei sensori biologici durante i compiti di manipolazione. Indubbiamente si possono prevedere in futuro delle implementazioni delle matrici di sensori flessibili, assemblati come una "pelle" esterna con proprietà meccaniche simili a quelle della pelle naturale.
