Un team di ingegneri della Tokyo University of Science guidato dal ricercatore giapponese Hiroshi Kobayashi sta mettendo a punto una serie di esoscheletri di nuova concezione, praticamente pronti per l'immissione nel mercato industriale all'inizio del prossimo anno.
Gli esoscheletri verranno commercializzati in due versioni: la prima sarà rivolta all'industria e al commercio, ambienti in cui è necessario sollevare carichi pesanti; la seconda, invece, sarà distribuita come supporto per la mobilità degli anziani.
L'esoscheletro pesante ha un peso di poco superiore ai 9 kg (contro i 4 della versione leggera), e consiste in una struttura ad A posizionata in corrispondenza della schiena, dalla quale partono dei supporti per braccia e gambe.
Il funzionamento dell'esoscheletro è differente dagli esoscheletri realizzati in passato: non si basa su motori elettrici e pompe idrauliche, ma su muscoli artificiali pneumatici.
I PAM (pneumatic artificial muscles) sono muscoli di polimeri studiati per contrarsi quando si pompa aria compressa al loro interno. Si tratta di membrane che si espandono e si contraggono, e non hanno meno parti in movimento di una tradizionale pompa pneumatica o motore elettrico.
I muscoli pneumatici artificiali si comportano come veri e propri muscoli, e devono essere accoppiati come antagonisti per lavorare in modo bidirezionale. I PAM del nuovo esoscheletro garantiscono un sollevamento istantaneo e praticamente senza sforzo di 30 kg. Maggiore è lo sforzo, maggiore sarà la forza espressa dall'esoscheletro per fornirvi supporto durante il sollevamento.
"Il rapporto tra potenza e peso è 400 volte più grande rispetto ai tradizionali esoscheletri a motore" spiega Kobayashi. I muscoli PAM, inoltre, sono virtualmente insensibili all'acqua e alla polvere, agenti alla base di molti malfunzionamenti dei motori tradizionali.
Un microprocessore si occupa di stabilire quanto supporto fornire all'utilizzatore umano. I controlli dell'esoscheletro sono pre-programmati per simulare un movimento il più naturale possibile, e possono percepire in modo intelligente quando è necessario sostenere la forza applicata dall'essere umano.
L'esoscheletro viene acceso e spento tramite comandi vocali, e potrà essere personalizzato impostando la sua velocità di risposta, in modo tale da non azionarlo se non durante reali situazioni di necessità.
"Anni fa ero attratto dai robot, ma erano di ben scarsa utilità per la società" sostiene Kobayashi. "Credo che la nostra tuta muscolare sia l'unico strumento utilizzabile a livello pratico mai creato finora".
In una realtà come il Giappone, in cui il 30 % della popolazione è destinato a superare i 65 anni entro il 2025, il problema dell'assistenza agli anziani inizia ad assumere dimensioni considerevoli. Il governo giapponese ha recentemente sottolineato la necessità di sostegni robotici in grado di fornire assistenza in una società in cui "gli anziani si prendono cura degli anziani".
Considerando che l'affitto della versione leggera dell'esoscheletro costerà l'equivalente di 115 sterline al mese, e che l'assicurazione sanitaria è pronta a coprire, in alcuni casi, fino al 90% dell'investimento, entro i prossimi 5 anni potremmo vedere quasi un quinto della popolazione giapponese indossare supporti robotici come l'esoscheletro di Kobayashi.