Skip to main content Skip to page footer

Innovazione e multidisciplinarità al servizio della riabilitazione

Dentro WE-COBOT LAB, eccellenza nella robotica indossabile e collaborativa, con un focus su riabilitazione e supporto a persone fragili.

Nella cornice del Polo di Lecco del Politecnico di Milano, il laboratorio WE-COBOT LAB – Wearable and collaborative robotics rappresenta un esempio di eccellenza nell’ambito della robotica indossabile e collaborativa, con un focus particolare sulle applicazioni nel settore della riabilitazione e del supporto alle persone fragili.

Abbiamo avuto il piacere di intervistare la professoressa Alessandra Pedrocchi, ricercatrice e referente del laboratorio, per scoprire come nasce questo centro d’eccellenza e quali sono gli obiettivi e le prospettive di sviluppo.

Come nasce il WE-COBOT LAB e quali sono stati i suoi primi passi?

WE-COBOT LAB nasce dall’esperienza e dalla volontà di integrare competenze multidisciplinari per rispondere alle esigenze di persone con disabilità o fragilità. La sua genesi risale a un momento in cui, lavorando con Villa Beretta, presidio di riabilitazione dell’Ospedale Valduce, abbiamo iniziato a sviluppare dispositivi robotici per la riabilitazione.

Nel 2015, rappresentanti della Unione Italiana per la Lotta alla Distrofia Muscolare, persone con Distrofia Muscolare e loro famigliari, sono venuti a conoscere le nostre attività ponendoci la richiesta di creare soluzioni che andassero oltre i tradizionali ausili, come le carrozzine motorizzate, e che aiutassero le persone con distrofia muscolare nelle attività quotidiane, in particolare a supporto di azioni delle braccia, che rappresentano spesso il limite più grave nella loro autonomia e nella dipendenza dal caregiver.

Da questa esigenza è nata l’idea di sviluppare dispositivi indossabili e robotici attivi, progettati in stretta collaborazione con gli utenti finali, i pazienti e le loro famiglie. La complessità di integrare competenze di bioingegneria, meccanica, design e anche architettura, ha portato alla creazione di un laboratorio interdipartimentale, capace di lavorare in modo sinergico per affrontare queste complesse sfide. Ringrazio i colleghi e amici dei diversi dipartimenti: i professori Marco Tarabini (Meccanica), Giuseppe Andreoni (Design), Emanuele Lettieri (Gestionale) e Stefano Capolongo (Architettura, Ingegneria delle Costruzioni e Ambiente Costruito), che hanno accolto questa sfida per rendere WE-COBOT la realtà che vediamo oggi.

Quali sono i principali ambiti di applicazione del laboratorio?

Il nostro focus principale è sulla riabilitazione e sull’assistenza alle persone con disabilità neuromuscolari. Per esempio, abbiamo sviluppato sistemi robotici indossabili, come esoscheletri e dispositivi di supporto per la presa, che permettono di migliorare la qualità della vita e l’indipendenza.

Inoltre, abbiamo esteso il nostro lavoro anche al settore dell’assistenza agli anziani, in strutture residenziali, dove i robot sociali come TIAGo vengono impiegati per attività di socializzazione, supporto cognitivo e prevenzione delle cadute. Un esempio è il progetto attualmente in valutazione INTERREG con RSA svizzere, che mira a creare modelli transfrontalieri di assistenza robotica integrata.

Un altro filone riguarda la robotica per il benessere sul lavoro, con soluzioni volte a ridurre i rischi muscolo-scheletrici nei contesti industriali. Qui utilizziamo sensori e sistemi di valutazione ergonomica, combinati con modelli simulativi, per valutare dispositivi commerciali, migliorare l’integrazione uomo-robot e sviluppare nuove soluzioni, migliorando la sicurezza e l’efficienza.

Come funziona l’interazione tra robot e persone con disabilità?

Un esempio emblematico è TIAGo, un robot mobile che ascolta e comprende comandi, si muove e interagisce con l’utente. È una piattaforma commerciale che stiamo progettando per essere un “attore” nelle attività quotidiane di persone fragili, come raccontare storie, aiutare nei giochi di memoria o facilitare la comunicazione a distanza, anche in modalità remota. L’esperienza della pandemia, in particolare, ci ha suggerito il potenziale di TIAGo in strutture residenziali, aiutando a mantenere il contatto tra pazienti e familiari, e a prevenire il senso di isolamento e migliorando la sicurezza, per esempio TIAGo può riconoscere gesti come l’alzata da seduto, avvicinandosi e segnalando per prevenire cadute o rispondere a comportamenti rischiosi. Questo approccio necessita di integrare tecnologie di intelligenza artificiale e sensori per adattarsi alle esigenze di ogni utente.

Tra i vostri progetti di punta c’è anche il Trike, una bicicletta che favorisce l’accessibilità allo sport e alla mobilità alle persone con disabilità, promuovendo l’inclusione sociale. Come funziona il Trike?

Il trike è una bicicletta reclinata a tre ruote, sensorizzata e progettata per l’utilizzo da parte di persone con fragilità motorie. È dotato di un encoder per la misurazione dell’angolo alla pedivella, di pedali sensorizzati per rilevare la potenza esercitata dalle gambe, di un motore elettrico per l’assistenza alla pedalata e di un sistema di Stimolazione Elettrica Funzionale (FES) in grado di stimolare 8 gruppi muscolari degli arti inferiori. La piattaforma è completata da un tablet con un’interfaccia grafica che consente la configurazione dei parametri di allenamento e la visualizzazione dei dati in tempo reale. Diverse modalità di controllo sono state implementate per permettere l’utilizzo della piattaforma a persone con diverso grado di disabilità.

Come nasce questo progetto?

È stato favorito dalla partecipazione a Cybathlon, 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 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, abbiamo riunito 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 del Cybathlon FES bike (Functional Electrical Stimulation bike) nelle due edizioni svolte nel novembre del 2020 da remoto e ad ottobre 2024 a Zurigo. Nell’ultima edizione abbiamo conquistato il terzo posto (su 10 squadre partecipanti), con il pilota Andrea Gatti.

Quali sono oggi le sfide principali di WE-COBOT LAB?

Una delle sfide più grandi è integrare la persona, con tutte le sue capacità residue, e le tecnologie, creando soluzioni collaborative che siano efficaci, sostenibili e facilmente accessibili. E soprattutto ottenere che quanto è disponibile sia pienamente utilizzato nella clinica al servizio dei bisogni dei pazienti. Per questo, ci siamo resi conto che la formazione è la chiave di volta.

Nel 2020, su iniziativa del rettore Resta, della professoressa Carrozza, allora Direttrice scientifica di Fondazione Don Gnocchi, e del Dottor Molteni, Direttore di Villa Beretta, abbiamo creato il master “RehabTech”, un corso universitario post-lauream, dedicato a ingegneri, medici, fisioterapisti e altri professionisti della riabilitazione, con l’obiettivo di formare figure capaci di integrare tecnologie innovative nei contesti clinici e sociali. Nella seconda edizione nel 2022, il Master ha è diventato internazionale, con partner in Svizzera e Spagna, e ha arricchito ulteriormente l’approccio multidisciplinare e globale. Ora stiamo preparando la nuova edizione, sempre internazionale, che inizierà a Ottobre 2025, con integrazioni ulteriori relative a Intelligenza Artificiale, Realtà Estesa e dispositivi al domicilio.

Sul fronte della ricerca in neuroriabilitazione, stiamo lavorando a sistemi ibridi che combinano stimolazione elettrica funzionale e robotica attiva, con l’obiettivo di migliorare la plasticità neurale e favorire il recupero motorio.

Qual è la vostra visione del ruolo del laboratorio nel contesto territoriale e internazionale?

Il nostro laboratorio si inserisce in un ecosistema territoriale di eccellenza in cui Politecnico – Polo di Lecco, ASST Lecco, ATS Brianza, Villa Beretta, IRCCS Eugenio Medea – La Nostra Famiglia, IRCCS INRCA Casatenovo e CNR lavorano in sinergia da oltre 20 anni. Abbiamo creato, anche grazie alla preziosa attività di coordinamento svolta da Univerlecco, e all’energia del suo Presidente, ing. Vico Valassi, una rete forte e dinamica, capace di lavorare in sinergia per attrarre collaborazioni internazionali e di sviluppare progetti di impatto globale.

Penso che il valore aggiunto di We-Cobot sia proprio questa capacità di mettere insieme competenze diverse, condividere risorse e idee, e lavorare con entusiasmo e responsabilità per migliorare la qualità della vita delle persone.

Quali sono i progetti più sfidanti e le prospettive di sviluppo?

Tra i progetti attualmente in corso, uno dei più promettenti è la sperimentazione di sistemi di robotica ibrida combinati con stimolazione elettrica funzionale, per il recupero post-ictus e mielolesioni. Si tratta di dispositivi che supportano il movimento naturale, stimolando il cervello e i muscoli contemporaneamente, con un approccio che mira a facilitare la plasticità cerebrale.

Inoltre, stiamo lavorando a soluzioni per l’ortopedia, come dispositivi robotici che facilitino il recupero funzionale di arti e articolazioni, e sviluppiamo moduli didattici e programmi formativi per diffondere queste tecnologie a livello internazionale.

Infine, il nostro obiettivo è trasformare queste innovazioni in servizi concreti, accessibili e sostenibili, per portare il valore della robotica a beneficio di più persone, ovunque si trovino.

In conclusione, cosa vi dà la maggiore soddisfazione nel lavorare a questi progetti?

Vedere giovani studenti e studentesse, ricercatori e ricercatrici crescere, entusiasmarsi e contribuire a innovare il settore della riabilitazione è la più grande ricompensa. Quando un paziente, grazie alle tecnologie sviluppate, riesce a recuperare autonomia o a migliorare la propria qualità di vita, il senso del nostro lavoro si amplifica. La sfida quotidiana è mantenere vivo questo entusiasmo, condividere idee e lavorare in un ambiente di collaborazione e passione.

WE-COBOT LAB rappresenta dunque non solo un centro di ricerca, ma un punto di riferimento per l’innovazione sociale e tecnologica, con uno sguardo sempre rivolto al futuro e alle persone che può aiutare.

Portandovi con noi in questo viaggio virtuale, abbiamo scoperto come WE-COBOT LAB sia un esempio vivente di come la multidisciplinarità, la collaborazione e l’innovazione possano trasformare la vita delle persone, portando avanti una missione che unisce tecnologia e umanità. Un luogo dove il futuro si costruisce oggi, con passione, competenza e visione inclusiva.

Sullo stesso tema

Ti racconto la mia ricerca
Alberto Antonietti al NearLab
Dove l’ingegneria incontra il cervello

Tra modelli neurali e medicina di precisione, Alberto Antonietti lavora per capire meglio le malattie neurologiche.

Ti racconto la mia ricerca
Mani femminili che abbracciano i piedi di un neonato
BAMBI: quando la ricerca incontra la vita

Un dispositivo sicuro, accessibile e facile per contrastare le emorragie post-partum

Ti racconto la mia ricerca
Dalla voce dei violini alla voce dei pazienti: l’IA che ascolta il cuore

Mirco Pezzoli ci spiega qual è il filo sottile che unisce la musica, la scienza e la cura.

Ti racconto la mia ricerca
Dalle disabilità alle possibilità: il ruolo della Sport-terapia inclusiva

Emilia Ambrosini racconta come la ricerca biomedica sta cambiando il volto dello sport, rendendolo sempre più accessibile

Ti racconto la mia ricerca
Come sarà l’ospedale del futuro

Il ricercatore Andrea Brambilla parla di architettura ospedaliera

Potrebbe interessarti

Natural Risks
Society and Ethics
Enorme raccolto di soia in un'area deforestata della foresta pluviale amazzonica nel Mato Grosso, in Brasile. Deforestazione per le aziende agricole confinanti con il Parco Indigeno dello Xingu.
Il prezzo invisibile della soia

Dal Brasile alla Cina, il viaggio di una coltura che consuma acqua, terra e foreste

Green Transition
Margherita Maiuri
Il nanosensore che identifica inquinanti eterni nascosti nell'acqua

Con il progetto METASENSE, Margherita Maiuri punta a sviluppare un dispositivo compatto e riutilizzabile per il monitoraggio dei PFAS nelle acque.

Mobility
Arte, scienza e tecnologia nel design unico delle hypercar di Horacio Pagani

A tu per tu con l’imprenditore italo-argentino, fondatore della Pagani Automobili, che col suo talento ha rivoluzionato il settore automotive

Urban Ecosystems
Tempo ritrovato, quartieri riscoperti: lo smart working ridisegna Milano e l’Europa

Ilaria Mariotti racconta la nuova geografia del lavoro, tra scenari urbani, politiche territoriali e nuove disuguaglianze

Digital
Donna che guarda un modello 3D su uno schermo
Creatività umana e intelligenza artificiale generativa. Come si incontrano immaginazione e algoritmo.

Quando l’immaginazione diventa un processo ibrido, tra prompt, “personalità” del modello e pensiero critico.