NUOVI APPROCCI BIOISPIRATI PER LA PROGETTAZIONE E LA VALUTAZIONE DI MANI ARTIFICIALI

Questo lavoro di tesi ha avuto come oggetto di studio le nuove metodologie di approccio per la progettazione e la valutazione delle mani artificiali antropomorfe. Per prima cosa si è analizzato l’aspetto meccanico e cinematico; in particolare si è considerata la mano antropomorfa del robot umanoide iCub, in fase di realizzazione presso i laboratori della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa. La mano studiata va a completare il robot del progetto RobotCub, robot antropomorfo avente sembianza di una bambino di due anni e mezzo di età; per questo motivo anche la mano ha stesse forma e stesse dimensioni. Sono state analizzate le caratteristiche meccaniche e cinematiche; nella prima fase del lavoro, infatti, è stata focalizzata l’attenzione sull’assemblaggio delle varie parti e la movimentazione della mano. È stata condotta un’analisi per la ricerca di possibili soluzioni alternative e miglioramenti. Questo ha poi permesso di trovare e risolvere alcuni piccoli problemi meccanici (debugging). Parallelamente allo studio della mano artificiale si è ideato un protocollo di valutazione per l’analisi delle funzionalità delle mani artificiali, un protocollo che ha l’obiettivo di riempire un vuoto presente, fino a questo momento, in letteratura. Tale protocollo vuole essere completo e oggettivo per essere considerato come metodo unico di paragone e di confronto tra le mani artificiali oggigiorno esistenti. Viste le caratteristiche bioispirate dei dispositivi analizzati, lo studio è partito dai protocolli esistenti per la valutazione funzionale delle mani naturali, dai quali si è derivato un protocollo che contenesse una serie di prove per la valutazione funzionale sia di mani robotiche (semplici ed avanzate) sia per mani destinate alla sostituzione funzionale (protesi). Durante la realizzazione del protocollo per la valutazione funzionale di mani robotiche è stato anche notato che, per consentire una valutazione più ampia possibile, la mano sarebbe dovuta essere dotata di un polso. Si è quindi progettato un dispositivo che avesse funzionalità quanto più simili al polso umano. Il polso robotico progettato, realizzato usando un sistema non convenzionale, è leggero, di ridotte dimensioni, compatto, facilmente assemblabile e adattabile a varie mani robotiche (modulare) attraverso una flangia con un attacco universale. Il dispositivo presenta due gradi di libertà, attuati da tre motori, al fine di far raggiungere alla mano le configurazioni richieste dal protocollo in fase di presa e di manipolazione degli oggetti