Dal laboratorio all’impresa: i dispositivi robotici indossabili di Wearable Robotics

Wearable Robotics S.r.l. (WR), fondata all’inizio del 2014, è uno spin-off della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa, ed opera per lo sviluppo e la realizzazione di dispositivi robotici indossabili. La società nasce per valorizzare sui mercati nazionali e internazionali l’esperienza trentennale di ricerca del Laboratorio PERCRO della Scuola nell’ambito della robotica indossabile.

Nel 2013, Wearable Robotics ha vinto il prestigioso “Premio Gaetano Marzotto” per la migliore idea di start up innovativa.

Da qualche anno WR progetta, realizza e commercializza esoscheletri robotici indossabili, utilizzabili per il supporto alla deambulazione o per la riabilitazione di soggetti disabili o anziani. L’attività della società è focalizzata sullo sviluppo e la commercializzazione di dispositivi e sistemi in tre diversi campi di applicazione:

• Sviluppo di dispositivi robotici esoscheletrici per la riabilitazione dell’arto superiore per pazienti affetti da Ictus integrati da sistemi di realtà virtuale
• Esoscheletri per l’assistenza alla deambulazione di soggetti disabili
• Esoscheletri per l’amplificazione della forza per la movimentazione di carichi

La società ha acquisito in licenza esclusiva sei brevetti della Scuola Superiore Sant’Anna che costituiscono la piattaforma tecnologica di riferimento che può essere declinata dal punto di vista applicativo in diversi settori specifici.

I primi prototipi

La società fino dalla sua fondazione è stata fortemente focalizzata sulle attività di ricerca e sviluppo, e nel 2017 ha partecipato in partenariato con Scuola Superiore Sant’Anna e due società che operano nella subfornitura meccanica Piaggio a diversi progetti di R&S finanziati dalla Regione Toscana. All’interno delle attività comprese in questo progetto WR ha sviluppato il primo prototipo di dispositivo esoscheletrico per l’ausilio alla deambulazione dedicato all’arto inferiore. WR ha inoltre sviluppato un nuovo esoscheletro per la riabilitazione dell’arto superiore ad attuazione ibrida che si è concluso ad agosto 2020 e che è attualmente sviluppato in un nuovo progetto per lo sviluppo e la sperimentazione sul campo di una nuova tipologia di esoscheletro per gli arti superiori mirato all’ausilio nella movimentazione manuale di carichi pesanti – 30/40 kg.

L’attuale portafoglio prodotti: ALEx RS- Arm Light Exoskeleton Rehab Station

Oltre alle attività di Ricerca e Sviluppo, WR ha in portafoglio una linea di prodotti innovativi dedicati alla riabilitazione dell’arto superiore in pazienti neurolesi: la linea ALEx. 

Oggi il prodotto di punta per WR è rappresentato da un dispositivo robotico indossabile in grado di esercitare forze di supporto sugli arti superiori dell'utente, utilizzabile principalmente ai fini di riabilitazione post ictus, denominato ALEx RS- Arm Light Exoskeleton Rehab Station.

ALEx RS rappresenta il dispositivo robotico tramite cui l’azienda intende approcciare come nuovo entrante il segmento di mercato della riabilitazione robotica per l’arto superiore. Il dispositivo ALEx RS rappresenta un'innovazione di prodotto radicale e intende muoversi con un mercato prospettico e potenziale di livello intrernazionale. ALEx RS è concepito per la riabilitazione in soggetti colpiti da Ictus, ma sono possibili successive applicazioni che comprendano anche quella per danni ortopedici o post-traumatici.

Il dispositivo robotico ALEx RS incorpora tre brevetti specifici descritti nei paragrafi successivi:

1. Esoscheletro per l’interazione fisica con l’uomo

Questo primo brevetto riguarda la definizione della cinematica del dispositivo esoscheletrico ALEX Arm Light Exoskeleton. In estrema sintesi si tratta del dispositivo innovativo che permette la sequenza dei movimenti consentiti ai vari giunti e la realizzazione operativa di una struttura in grado di consentire la massima mobilità da parte dell’operatore o del disabile che indossa il dispositivo.

La presenza di tale dispositivo permette di costruire un significativo vantaggio competitivo rispetto agli esoscheletri attualmente presenti sul principalmente in termini di gradi di libertà e mobilità del dispositivo esoscheletrico ALEX.

All’interno del dispositivo esoscheletrico ALEX Arm Light EXoskeleton questo brevetto ha delle applicazioni importanti e trasversali a tutte le componenti del dispositivo: riguarda infatti il concept di un sensore di posizione di tipo magnetico ad effetto di Hall che consente, nella sua implementazione all’interno dell’esoscheletro indossabile, l’eliminazione di numerosi sensori di forza normalmente molto costosi e poco affidabili. Tale brevetto permette di costruire un dispositivo esoscheletrico caratterizzato da significative economie di costo e da una maggiore affidabilità rispetto a quelli attualmente presenti sul mercato.

Questo terzo brevetto riguarda lo sviluppo di una innovativa soluzione tecnologica mirata alla generazione di coppia su meccanismi con più coppie di rivoluzione rispetto alle possibilità di movimento del dispositivo esoscheletrico e riguarda principalmente i gradi di libertà del dispositivo indossabile. All’interno del dispositivo esoscheletrico ALEX Arm Light EXoskeleton tale brevetto è applicato principalmente al movimento di rotazione della spalla rispetto all'asse verticale (gravità) in modo da aumentare l'ampiezza di movimento raggiungibile e evitare problemi di tipo cinematico che potrebbero verificarsi con l’applicazione di tipologie tradizionali di soluzioni costruttive. Tale brevetto permette di costruire un dispositivo esoscheletrico con maggiori gradi di libertà del movimento rispetto a quelli attualmente presenti sul mercato.

Il dispositivo ALEx RS ha ottenuto la marcatura CE medica a fine 2018 e da allora è stato acquisito da alcune delle più prestigiose cliniche dedicate alla neuro riabilitazione e da centri di ricerca in tutta Europa.