di Nel cuore della ricerca del Politecnico di Milano, l’innovazione tecnologica incontra un valore fondamentale: l’inclusività. Grazie a progetti pionieristici, come quelli sviluppati nel campo della riabilitazione motoria assistita, la ricerca biomedica sta cambiando il volto dello sport, rendendolo accessibile a un numero sempre più crescente di persone.
Emilia Ambrosini, professoressa di Bioingegneria presso il Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria, si occupa da sempre di tecnologie per la riabilitazione e l’assistenza di persone con disabilità motoria. Per progettare soluzioni che rispondano concretamente alle loro esigenze, la professoressa Ambrosini utilizza principalmente dispositivi robotici e sistemi di Stimolazione Elettrica Funzionale. In questa intervista ci racconta la sua passione per l’ingegneria biomedica e ci introduce nel mondo di ActivE³, un progetto innovativo che unisce sport, tecnologia e riabilitazione.
Scopriremo come lo sport diventa non solo una forma di benessere fisico, ma anche uno strumento potente di inclusione, in grado di rendere sempre più autonome persone con differenti gradi di disabilità. Con la creazione di piattaforme come il trike sensorizzato, sviluppato per la Sport-Terapia, l’idea di una società più inclusiva prende forma, grazie all’incontro tra ingegneria, scienza e umanità.
Un viaggio tra tecnologia, inclusione e sport, che ci invita a ripensare cosa significa veramente “superare le barriere”.
Dove svolge la sua attività di ricerca?
Innanzitutto, presso il laboratorio Nearlab (Neuroengineering and Medical Robotics), dove sviluppiamo metodi e tecnologie, spesso in collaborazione con alcune tra le più importanti istituzioni cliniche, per assistere e promuovere l’indipendenza delle vite di pazienti affetti da disturbi neuromotori. Tra queste tecnologie ci sono robot per la terapia con bambini autistici, la stimolazione elettrica funzionale (FES) per il trattamento di persone con lesioni al midollo spinale e pazienti post-ictus, robot indossabili (esoscheletri ed esosuit) che supportano persone con disabilità motoria derivata da malattie evolutive neuromuscolari e da ictus.
Inoltre, afferisco al laboratorio interdipartimentale We-Cobot (Wearable and collaborative robotics Laboratory) presso il Polo Territoriale di Lecco, in cui ci occupiamo di robotica indossabile e collaborativa non solo per la riabilitazione ma anche per l’industria, con lo scopo di favorire il benessere del lavoratore. La peculiarità di questo laboratorio è la multidisciplinarietà, dato che al laboratorio afferiscono diversi Dipartimenti come DEIB, DMEC, DESIGN, DIG e DABC.
Quale attività di ricerca svolge in ActivE³?
Lo scopo di un progetto come ActivE³ è quello di superare, grazie alla tecnologia, le barriere della pratica motoria e della vita attiva, rendendola realmente inclusiva. L’attività fisica regolare, infatti, aiuta a prevenire molte malattie e contribuisce al benessere psicologico, riducendo il senso di solitudine e migliorando la qualità di vita. Il nostro ruolo, nello specifico, è incentrato sullo sviluppo di una piattaforma di Sport-Terapia che permetta di praticare attività sportiva all’aria aperta a persone con fragilità e/o disabilità motoria, come anziani con problemi di equilibrio e pazienti cronici, a seguito ad esempio di un ictus o di una lesione midollare. In particolare, abbiamo sviluppato un trike ibrido che combina la Stimolazione Elettrica Funzionale, l’assistenza motoria e il contributo volontario come piattaforma per la Sport-terapia di persone fragili e/o pazienti cronici.
Come funziona il trike?
Il trike è una bicicletta reclinata a tre ruote, sensorizzata e adattata per l’utilizzo da parte di persone fragili. Il trike è stato equipaggiato di un encoder per la misura dell’angolo alla pedivella, di pedali sensorizzati per la misura della potenza prodotta dalle due gambe, di un motore elettrico per l’assistenza alla pedalata e di un sistema di Stimolazione Elettrica Funzionale per la stimolazione di 8 gruppi muscolari degli arti inferiori. La piattaforma è completata da un tablet con un’interfaccia grafica per l’impostazione dei parametri di allenamento e la visualizzazione degli stessi. Diverse modalità di controllo sono state implementate per permettere l’utilizzo della piattaforma a persone con diverso grado di disabilità.
Come nasce il progetto del trike?
Il progetto ActiveE³, finanziato da Fondazione Cariplo e Regione lombardia – attualmente in corso – e il progetto FESLEG, conclusosi ad aprile 2020 e svolto grazie al supporto INAIL Centro Protesi (P.I. del progetto: Prof. Alessandra Pedrocchi) sono stati in parte favoriti della mia partecipazione alla competizione Cybathlon.
Cybathlon è una competizione internazionale che riunisce atleti con disabilità provenienti da tutto il mondo, i quali si sfidano in diverse discipline utilizzando tecnologie assistive all’avanguardia. Uno degli obiettivi di Cybathlon, organizzata da ETH Zurigo, è quello di promuovere lo sviluppo e l’utilizzo di tecnologie assistive innovative. Scienziati, ingegneri e aziende di tutto il mondo lavorano per creare dispositivi sempre più performanti e intuitivi, che possano migliorare la qualità di vita delle persone con disabilità. Un altro obiettivo della competizione è la sensibilizzazione dell’opinione pubblica sui temi della disabilità e dell’inclusione, mostrando come la tecnologia possa essere un potente strumento per superare le barriere e favorire l’autonomia.
A partire dal 2019, ho formato una squadra presso il Politecnico di Milano formata principalmente da studenti e dottorandi in Ingegneria Biomedica e Ingegneria Meccanica, con la quale abbiamo partecipato alla disciplina FES bike (Functional Electrical Stimulation bike) nelle due edizioni svoltasi nel novembre del 2020 (in formato globale con partecipazione da remoto) e ad ottobre 2024 a Zurigo. Nell’edizione che si è appena conclusa abbiamo conquistato il terzo posto (su 10 squadre partecipanti), con il pilota Andrea Gatti.
Questa iniziativa è stata inizialmente inserita nel programma Passion In Action e successivamente nel programma Competition del Politecnico di Milano.
Con l’aiuto degli studenti abbiamo sviluppato un trike passivo integrato con uno stimolatore elettrico muscolare in grado di inviare treni di impulsi coordinati attraverso elettrodi di superficie che inducono la contrazione di muscoli paralizzati e riproducono il movimento della pedalata in persone con una paralisi completa degli arti inferiori. Gli studenti si sono occupati sia dell’ottimizzazione del trike sia degli allenamenti dei diversi piloti che si sono succeduti negli anni. Rispetto alla piattaforma sviluppata nel progetto ActiveE³, il trike con cui abbiamo partecipato a Cybathlon non prevede l’uso del motore elettrico. Inoltre, a Cybathlon possono partecipare solo piloti con una paralisi completa degli arti inferiori.
Quali sono i prossimi passi di Trike?
Attualmente è in corso una sperimentazione che coinvolgerà persone anziane (over 65 anni) presso il Polo Territoriale di Lecco per valutare l’usabilità e la sicurezza della piattaforma.
È infine prevista una sperimentazione presso il Centro di Riabilitazione di Villa Beretta, partner clinico con cui collaboriamo al progetto, per la verifica dell’efficacia di un programma di allenamento con questa piattaforma sul benessere psico-fisico di pazienti post-ictus cronici.