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Attualità sabato 27 maggio 2023 ore 18:55

I robot chirurghi sviluppano il senso del tatto

Il dispositivo di realtà virtuale per le mani
Il dispositivo indossabile di realtà virtuale per le mani
Foto di: Unipi.it

Il progetto di scienziati toscani è destinato ad avere forte impatto specie nella chirurgia ginecologica. Passi avanti nella realtà aumentata tattile



PISA — Salto nel futuro, con i robot chirurghi che si accingono a sviluppare il senso del tatto: accadrà grazie a un progetto di scienziati toscani, in particolare del team di robotica del Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università di Pisa (DII) grazie alla collaborazione con i medici del Dipartimento di Medicina Clinica e Sperimentale dell’Ateneo Pisano nell’ambito del progetto Art (Advancing Robotic gynecologic surgery through artificial Touch).

Il raggiungimento della nuova frontiera della chirurgia robotica è destinato ad avere alto impatto specialmente sulla salute delle donne e sulle procedure chirurgiche ginecologiche fra miomi uterini, molto diffusi e associati a infertilità, abortività e complicanze della gravidanza, e il prolasso dell’utero, di grande incidenza nelle donne sopra i 60 anni.

Un sistema di sensori e interfacce aptiche sarà infatti in grado di dotare i robot-chirurghi di un senso del tatto, aprendo così nuove prospettive in operazioni che già ora sono condotte tramite sistemi robotici.

“Le operazioni condotte in chirurgia robotica - spiega Matteo Bianchi, docente di Robotica al Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione e al Centro Piaggio, e coordinatore del progetto Art - permettono al medico non solo di minimizzare l’impatto della procedura chirurgica, ma anche di eseguire un intervento su un paziente che non si trova fisicamente nello stesso luogo". 

"Nella chirurgia ginecologica, e in particolare nel trattamento della fibromatosi uterina e del prolasso degli organi pelvici, l’efficacia delle operazioni in chirurgia robotica e telechirurgia è contrastata dall’assenza di informazione tattile, che rende molto difficile la localizzazione dei miomi e l’identificazione delle strutture anatomiche", prosegue Bianchi.

Ebbene, il nuovo sistema punta a superare questo deficit, prelevando tramite sensori l’informazione tattile che avrebbe il chirurgo toccando i tessuti con le proprie mani, e riprodurla mediante interfacce aptiche indossabili, che restituiranno al medico le informazioni sulle proprietà meccaniche dei tessuti come la rigidezza e la forma delle strutture anatomiche: "Lo sviluppo di nuove interfacce aptiche - chiarisce Bianchi - potrà portare anche un deciso avanzamento del training chirurgico dei giovani medici".

Il sistema robotico verrà inoltre dotato di un certo grado di autonomia: valutando autonomamente le proprietà meccaniche dei tessuti, il robot farà una stima ottimale della collocazione dei punti di interesse, e restituirà questa informazione al medico sotto forma di impulso tattile.

La ricerca delle applicazioni delle interfacce aptiche sviluppate dal gruppo di ingegneri del Dii per la restituzione delle informazioni tattili ha inoltre aperto scenari interessanti nell’ambito della realtà tattile aumentata per le mani, attraverso lo sviluppo di uno dei primi sistemi indossabili che permettono Feel-through, ovvero 'sentire attraverso'. 

Come succede già in visione, dove immagini virtuali vengono sovrapposte alla scena reale, il dispositivo indossabile sviluppato all’Università di Pisa, permette di manipolare la percezione tattile degli oggetti toccati, alterandone ad esempio la morbidezza percepita. Queste soluzioni potranno trovare applicazioni per quanto riguarda la formazione dei chirurghi in ginecologia e non solo. Lo studio è stato pubblicato sulla rivista Transactions on Haptics, una delle più prestigiose del settore.

“La realtà aumentata fino ad ora ha riguardato esclusivamente la creazione di contenuti visivi - spiega Giulia Pagnanelli, studentessa di dottorato in Ingegneria dell’Informazione al il Dii e coautrice dello studio -. Il nostro gruppo è uno dei pochissimi a occuparsi anche della creazione di una realtà aumentata per mani, generata da dispositivi indossabili, che sono gli equivalenti dei visori per gli occhi. Abbiamo dimostrato che si può modulare la percezione della morbidezza di un oggetto reale". 

Le ricadute pratiche sono d'avanguardia: "Questa manipolazione della percezione tattile di oggetti reali - illustra Pagnanelli - può offrire spunti interessanti per la formazione dei chirurghi, ad esempio per aumentare riproduzioni fisiche-artificiali di parti anatomiche ed aumentarle con effetti e proprietà tattili per accrescere il realismo e quindi migliorare la veicolazione di informazioni clinico-procedurali in sede di training".


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