IT202100023702A1

IT202100023702A1 - Esoscheletro soft pneumatico con capacità di irrigidimento per la riabilitazione della mano

Info

Publication number: IT202100023702A1
Application number: IT102021000023702A
Authority: IT
Inventors: Stanislao Grazioso; Teodorico Caporaso; Angela Palomba; Dario Panariello; Anna Grazioso; Michele Caporaso; Gironimo Giuseppe Di; Antonio Lanzotti
Original assignee: Eta Bioengineering S R L
Priority date: 2021-09-14
Filing date: 2021-09-14
Publication date: 2023-03-14

Description

DESCRIZIONE

Campo di applicazione

La presente invenzione si riferisce ad un esoscheletro soft comprendente componentistica di tipo meccanico ed elettronico per l?ausilio ai movimenti della mano.

Nello specifico, il sistema ? un esoscheletro soft per la mano comprendente attuatori pneumatici per l?ausilio ai movimenti della mano.

In particolare, il sistema risulta specificatamente predisposto per l?assistenza ai movimenti della mano e la riabilitazione della mano.

Arte nota

Numerose patologie neurologiche e disordini muscoloscheletrici possono ridurre la mobilit? della mano umana, come sclerosi multipla, artrite, lesioni del midollo spinale, ictus o, per esempio, sindrome del tunnel carpale.

Gli esercizi di flessione/estensione e abduzione/adduzione delle dita sono tra i pi? importanti in fase di riabilitazione. Questi esercizi sono anche importanti per ripristinare la forza e la destrezza in pazienti affetti da patologie ortopediche e neurologiche.

Gli esoscheletri sono strutture meccaniche indossabili che aumentano le potenzialit? dell?apparato muscolo-scheletrico umano.

Da qualche anno, gli esoscheletri robotici per la mano sono utilizzati per facilitare la terapia fisica e riabilitativa della mano. Difatti, ? stato dimostrato che la riabilitazione assistita usando tecnologie robotiche e realt? virtuale permette di migliorare la funzionalit? di polso e mano in particolare in prese e manipolazione, rispetto alla terapia convenzionale; si veda la pubblicazione dal titolo ?Rehabilitation robotics for the upper extremity: review with new directions for orthopaedic disorders? Disability and Rehabilitation: Assistive Technology, (2017).

Inoltre, ? stato dimostrato che in caso di ictus, i dispositivi elettromeccanici e robotici permettono un miglioramento dell?attivit? di vita quotidiana (dal 31% al 56%), un miglioramento della funzionalit? (32%) e della forza muscolare dell?arto superiore (46%) rispetto alla terapia convenzionale come illustrato nella pubblicazione ?Electromechanical and robot?assisted arm training for improving activities of daily living, arm function, and arm muscle strength after stroke? Cochrane Database of Systematic Reviews, (2018). Sono altres? importanti in fase di riabilitazione anche esercizi di rinforzo ?isometrici? ovvero in cui la contrazione muscolare non comporta una modifica della posizione cinematica delle dita.

Gli esoscheletri possono essere suddivisi in due tipologie: gli esoscheletri rigidi che trasmettono le forze dal robot all?essere umano tramite connessioni rigide, appunto, e gli esoscheletri cosiddetti ?soft?.

Questi ultimi possono essere suddivisi a loro volta in due tipologie in funzione della tecnologia sfruttata per la trasmissione delle forze ossia sistemi a cavi o sistemi con attuatori pneumatici.

Gli esoscheletri soft per l?assistenza e la riabilitazione della mano sono principalmente caratterizzati da: (i) un guanto, come base per il fissaggio degli attuatori pneumatici e/o dei cavi e per il posizionamento dei sensori (ii) un sistema di trasmissione delle forze, comprensivo di elementi di ancoraggio, degli attuatori pneumatici e dei cavi (o tendini) che garantiscono l'esecuzione del corretto movimento da coadiuvare; e (iii) un sistema di attuazione dell?esoscheletro ovvero un compressore con relative valvole per sistema pneumatico e un motore elettrico con relativi ingranaggi per sistema con cavi.

In particolare, la corretta esecuzione dei movimenti richiesti ? garantita da un opportuno posizionamento dei punti di ancoraggio degli attuatori pneumatici o dei cavi sulla mano del soggetto. Le posizioni dei punti di ancoraggio non sono standard e possono cambiare.

La maggior parte degli esoscheletri per la mano ? basata su tecnologie di robotica rigida, i.e. elementi rigidi connessi da giunti, i quali richiedono un allineamento accurato con le dita e i giunti anatomici umani, per permettere un corretto trasferimento delle forze alla mano umana.

Questi dispositivi presentano le seguenti limitazioni: non garantiscono un?interazione naturale e sicura con le strutture anatomiche umane, richiedono un controllo costante per garantire l?efficacia del trattamento, richiedono personale specializzato per l?utilizzo e non sono facili da miniaturizzare.

? dunque particolarmente sentita la necessit? di sviluppare esoscheletri per la mano secondo un nuovo approccio alla progettazione che soddisfi le esigenze seguenti: materiali e strutture elastiche, controllo bio-inspirato, minima invasivit? e interazione sicura con l?uomo.

L?ambito tecnologico all?interno del quale ? necessario investigare per rispondere a queste esigenze ? rappresentata da quello della robotica soft.

Negli ultimi anni sono stati sviluppati svariati esoscheletri per la mano basati su tecnologia di soft robotica; in particolare, per quanto riguarda gli esoscheletri soft con sistema di attuazione pneumatico, essi assistono principalmente movimenti di flessione/estensione e, in alcuni casi, movimenti di abduzione/adduzione.

La domanda di brevetto WO 2015/66143 divulga un esoscheletro soft per la mano comprendente un attuatore pneumatico nel quale sono presenti due camere d?aria, in cui una prima camera d?aria, quando alimentata con aria compressa, consente all?attuatore di assistere il movimento di flessione, mentre una seconda camera d?aria, quando alimentata con aria compressa, consente all?attuatore di assistere il movimento di estensione.

L?esoscheletro in questione pu? comprendere un estensimetro in materiale iper-elastico, utile per rilevare l?intenzione dell?indossatore nell?eseguire i movimenti di apertura e chiusura della mano, in maniera tale da determinare il pompaggio di aria compressa nell?attuatore e consentire l?assistenza al movimento cos? rilevato.

Il documento brevettuale WO 2018/188480 descrive un esoscheletro soft per la mano che include una pluralit? di attuatori pneumatici comprendenti una cavit?, la quale pu? essere riempita con un fluido pressurizzato come un gas e, deformandosi, permette di assistere il movimento di flessione delle dita.

? presente anche uno strato di materiale con rigidezza maggiore rispetto al materiale con il quale sono realizzate le pareti della sopramenzionata cavit? ovvero un materiale con una minore tendenza alla deformazione rispetto al materiale con cui sono realizzate le pareti della cavit?. Questa caratteristica, quando la cavit? viene alimentata con aria compressa, determina il piegamento degli attuatori verso il palmo della mano.

L?esoscheletro soft di WO 2018/188480 comprende anche attuatori pneumatici, alimentati ad aria compressa, per l?assistenza dei movimenti di adduzione/abduzione delle dita, nonch? sensori di pressione in grado di misurare la pressione all?interno dei canali di alimentazione dell?aria compressa agli attuatori pneumatici.

In definitiva, resta quindi particolarmente sentita nel settore la necessit? di predisporre esoscheletri per la mano che siano il pi? possibile funzionali nella capacit? di assistere sia esercizi di riabilitazione che richiedono movimenti delle dita, come movimenti di flessione/estensione e adduzione/abduzione, sia esercizi isometrici.

In particolare, risulta particolarmente sentita la necessit? di predisporre un esoscheletro che consenta di abbinare esercizi di riabilitazione di tipo isometrico, per esempio un esercizio di contrazione isometrica in estensione delle dita, oltre a esercizi di abduzione e adduzione isometrica delle dita per il rinforzo dei muscoli intrinseci.

Di grande interesse ? infatti la riabilitazione dell?estensione delle dita. Quest?ultima effettuata contro resistenza massimale (esempio nella contrazione isometrica) richiede la massima attenzione e concentrazione del paziente sul task di estensione, andando ad attivare la via piramidale ed i motoneuroni dedicati ed andando ad influenzare il reclutamento delle unit? motorie. Si vedano le pubblicazioni di dal titolo ?Signs of timing in motor cortex during movement preparation and cue anticipation?, Adv Exp Med Biol. 2014; 829:121-42 e di Hammond Ph., dal titolo ?The influence of prior instruction to the subject on an apparently involuntary neuro-muscular response?, J Physiol. 1956 Apr 27; 132(1):17-8P.

L?estensione delle dita ? un movimento con un?elevata dipendenza dal controllo corticale della via piramidale (si veda la pubblicazione di da titolo ?Cerebral control of contralateral and ipsilateral arm, hand and finger movements in the splitbrain rhesus monkey?, Brain. 1973 Dec; 96(4):653-74), pertanto la contrazione isometrica contro resistenza massimale contribuisce al reclutamento ed al rinforzo dei muscoli estensori delle dita. Inoltre, la contrazione ed il rinforzo dei muscoli estensori contribuiscono al controllo della spasticit? in flessione delle dita, tipica delle lesioni del Sistema Nervoso Centrale, si veda la pubblicazione di Kiwerski J. Da titolo ?New possibilities of improving the function of the hand of patients with spastic hemiplegia?, Int. J. Rehabil. Res. 1984; 7(3):293-8.

Il rinforzo dei muscoli intrinseci della mano (come i muscoli interossei) spesso non ? preso in considerazione nel recupero funzionale dell?arto superiore, privilegiando il rinforzo di muscoli pi? grandi e prossimali (muscoli estrinseci). Invece, sapendo che l?affaticamento precoce di tali muscoli (fatigue), che ? tipico di alcune condizioni patologiche come la Sclerosi Multipla o parafisiologiche come l?invecchiamento, pu? influenzare la funzionalit? di muscoli controlaterali ed omolaterali pi? prossimali (muscoli estrinseci), i dispositivi per la riabilitazione della mano dovrebbero prevedere il rinforzo anche dei muscoli interossei, permettendo i movimenti di abduzione ed adduzione delle dita contro resistenza.

Si veda la pubblicazione di Li Y. et al., dal titolo ?The effect of dominant first dorsal interosseous fatigue on the force production of a contralateral homologous and heterologous muscle?, Appl. Physiol. Nutr. Metab. 2019 Jul; 44(7):704-712.

Il problema tecnico alla base della presente invenzione ? dunque quello di predisporre un esoscheletro soft per l?assistenza della mano a tecnologia pneumatica, caratterizzato da un?elevata funzionalit? ovvero capace di fornire ausilio all?indossatore per un elevato numero di movimenti in relazione a pi? articolazioni della mano, in particolare in grado di coadiuvare sia esercizi di riabilitazione che richiedono movimenti delle dita, sia esercizi di riabilitazione di tipo isometrico.

Sommario dell?invenzione

Tale problema tecnico viene risolto, secondo la presente invenzione, da un esoscheletro soft con capacit? di irrigidimento per la riabilitazione della mano, comprendente una struttura di supporto, indossabile dall?utilizzatore su una mano, almeno un sensore in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano, un sistema di attuazione di tipo pneumatico, ancorato a tale struttura di supporto, il sistema di attuazione di tipo pneumatico comprendendo almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento, in cui tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? ancorato alla struttura di supporto e comprende un primo corpo cavo ed un secondo corpo cavo, accoppiato a tale primo corpo cavo, e in cui

tale primo corpo cavo comprende almeno una prima cavit?, il primo corpo cavo essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di tale almeno una prima cavit?;

tale secondo corpo cavo comprendente almeno una seconda cavit?, il secondo corpo cavo essendo in grado di espandersi per alimentazione di un fluido in tale almeno una seconda cavit?.

Preferibilmente, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? un attuatore pneumatico di flessione ed ? predisposto per assistere l?indossatore durante i movimenti di flessione e di estensione di almeno un dito della mano dell?indossatore, in cui tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? conformato per adagiarsi lungo il dorso di un dito della mano dell?indossatore.

Vantaggiosamente, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? predisposto per assistere l?indossatore durante esercizi di riabilitazione che richiedono movimenti delle dita, nello specifico movimenti di flessione, in particolare per mezzo di tale almeno un secondo corpo cavo, e durante esercizi di riabilitazione di tipo isometrico, in particolare per mezzo di tale almeno un primo corpo cavo e tale almeno un secondo corpo cavo.

Ancora vantaggiosamente, tale primo corpo cavo e tale secondo corpo cavo sono accoppiati in maniera tale da cooperare per coadiuvare l?indossatore durante una pluralit? di movimenti in funzione dell?irrigidimento dato dalle condizioni di pressione ridotta applicate all?interno della prima cavit? e dell?espansione data dall?alimentazione di fluido all?interno della seconda cavit?.

In particolare, un meccanismo di funzionamento di tale attuatore pneumatico di estensione con capacit? di irrigidimento del presente esoscheletro soft, durante il quale l?indossatore pu? eseguire un esercizio di riabilitazione di contrazione isometrica comprende tre differenti condizioni:

- una condizione di riposo, in cui sia la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit?, sia l?alimentazione di fluido in pressione all?interno della seconda cavit? sono disattivate;

- una condizione cosiddetta ?soft? o di assistenza del movimento di un?articolazione della mano, in cui la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit? ? disattivata, mentre all?interno della seconda cavit? viene alimentato un fluido in pressione, coadiuvando per esempio un movimento di flessione delle dita della mano; e,

- una condizione cosiddetta ?rigida?, in cui all?interno della prima cavit? vengono generate condizioni di pressione ridotta e all?interno della seconda cavit? viene mantenuta l?alimentazione di fluido in pressione, assistendo l?indossatore durante un esercizio di contrazione isometrica, per esempio un esercizio di contrazione isometrica in estensione delle dita della mano.

In altre parole, l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione durante la condizione cosiddetta soft consente di raggiungere una specifica configurazione cinematica, mentre durante la condizione ?rigida? consente di mantenere tale configurazione cinematica sotto applicazione di una forza da parte dell?indossatore.

L?esoscheletro soft secondo la presente invenzione tramite il suddetto attuatore pneumatico di estensione con capacit? di irrigidimento consente altres? di assistere il movimento di estensione in maniera passiva ovvero sia la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit?, sia l?alimentazione di fluido in pressione all?interno della seconda cavit? vengono disattivate e l?attuatore ritorna nella summenzionata condizione di riposo, per graduale generazione di condizioni di equilibrio (pressione ambiente) all?interno di tale prima cavit? e tale seconda cavit?, coadiuvando passivamente il movimento di estensione ovvero senza bloccarsi in una condizione rigida intermedia.

Preferibilmente, nel sopramenzionato attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento tale primo corpo cavo comprende una pluralit? di prime cavit?, opzionalmente in comunicazione di fluido e poste in serie fra loro, il primo corpo cavo essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della pluralit? di tali prime cavit?; e/o

tale secondo corpo cavo comprendente una pluralit? di seconde cavit? seconda cavit?, opzionalmente in comunicazione di fluido e poste in serie fra loro, il secondo corpo cavo essendo in grado di espandersi per alimentazione di un fluido in tale pluralit? di seconde cavit?.

Pi? preferibilmente, tale primo corpo cavo comprende tre di prime cavit?, in comunicazione di fluido e poste in serie fra loro, il primo corpo cavo essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di tali tre prime cavit?; e

tale secondo corpo cavo comprende tre seconde cavit? seconda cavit?, in comunicazione di fluido e poste in serie fra loro, il secondo corpo cavo essendo in grado di espandersi per alimentazione di un fluido in tali tre seconde cavit?.

In particolare, tali tre prime cavit? del primo corpo cavo e tali tre seconde cavit? del secondo corpo cavo sono conformate in maniera tale da posizionarsi in corrispondenza delle falangi del dito della mano ovvero si conformano, rispettivamente, in una cavit? prossimale, una cavit? intermedia e una cavit? distale.

Vantaggiosamente, ciascuna di tali tre prime cavit? del primo corpo cavo ? predisposta per determinare un angolo di piegamento specifico nell?attuatore pneumatico ovvero un angolo di piegamento corrispondente a quella della falange del dito della mano corrispondente.

Analogamente, ciascuna di tali tre seconde cavit? del secondo corpo cavo ? predisposta per determinare un angolo di piegamento specifico nell?attuatore pneumatico ovvero un angolo di piegamento corrispondente a quella della falange del dito della mano corrispondente.

Secondo una forma di realizzazione preferita dell?esoscheletro soft per l?assistenza della mano a tecnologia pneumatica secondo la presente invenzione, il sistema di attuazione di tipo pneumatico comprende altres? almeno un attuatore pneumatico di abduzione con capacit? di irrigidimento, in cui tale almeno un attuatore pneumatico di abduzione con capacit? di irrigidimento ? conformato per essere posizionato fra due dita adiacenti della mano dell?indossatore.

Tale almeno un attuatore pneumatico di abduzione con capacit? di irrigidimento comprende un primo corpo cavo ed un secondo corpo cavo, accoppiato a tale primo corpo cavo, in cui

Nello specifico, tale almeno un attuatore pneumatico di abduzione ? predisposto per assistere l?indossatore durante i movimenti di abduzione di tali due dita adiacenti della mano dell?indossatore.

Pi? nello specifico, tale almeno un attuatore pneumatico di abduzione ? predisposto per assistere l?indossatore durante sia esercizi di riabilitazione che richiedono movimenti delle dita, come movimenti di abduzione, in particolare grazie a tale almeno un secondo corpo cavo, e sia durante esercizi di riabilitazione di tipo isometrico, in particolare grazie a tale almeno un primo corpo cavo e tale almeno un secondo corpo cavo.

Il movimento di adduzione delle dita della mano non viene attivamente assistito dal presente esoscheletro soft, bens? ? reso possibile in maniera ?passiva?.

Infatti, quando viene disattivata la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit? del summenzionato primo corpo cavo dell?attuatore pneumatico di abduzione con capacit? di irrigidimento e l?alimentazione di fluido in pressione all?interno della seconda cavit? viene disattivata, le dita della mano sono libere di effettuare un movimento di ?estensione passiva? ovvero l?attuatore ritorna in una condizione di riposo, coadiuvando passivamente il movimento di adduzione ovvero senza bloccarsi in una condizione rigida intermedia.

Preferibilmente, il sopramenzionato attuatore pneumatico di abduzione con capacit? di irrigidimento presenta una conformazione a soffietto, in cui

tale primo corpo cavo comprende una prima cavit?, il primo corpo cavo essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit?;

In particolare, quando la sopramenzionata struttura di supporto ? un guanto, pi? in particolare un guanto comprendente cinque tasche per le dita della mano, ciascuna di tali tasche avendo una conformazione tale da poter accogliere un singolo dito della mano, tale almeno un attuatore pneumatico di abduzione ? posizionato fra due tasche adiacenti di tali cinque tasche per le dita della mano.

Secondo una sua forma di realizzazione preferita, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende quattro attuatori pneumatici di abduzione con capacit? di irrigidimento, ciascuno di tali quattro attuatori pneumatici di abduzione con capacit? di irrigidimento essendo conformato per coadiuvare attivamente il movimento di abduzione fra due dita della mano dell?indossatore adiacenti.

Nello specifico, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende quattro attuatori pneumatici di abduzione, di cui un attuatore pneumatico di abduzione conformato per essere posizionato fra il pollice e il dito indice, un attuatore pneumatico di abduzione conformato per essere posizionato fra il dito indice e il dito medio, un attuatore pneumatico di abduzione conformato per essere posizionato fra il dito medio e il dito anulare e un attuatore pneumatico di abduzione conformato per essere posizionato fra il dito anulare e il dito mignolo.

In altre parole, l?esoscheletro soft per l?assistenza della mano a tecnologia pneumatica secondo la presente invenzione risolve efficacemente il summenzionato problema tecnico, fornendo ausilio all?indossatore per un elevato numero di esercizi di riabilitazione delle articolazioni della mano, in particolare esercizi di contrazione isometrica, come spiegato in precedenza.

Pi? preferibilmente, tale almeno un attuatore pneumatico di con capacit? di irrigidimento ? predisposto per generare all?interno di tale prima cavit? una pressione ridotta inferiore o uguale a 0,8 atmosfere, pi? preferibilmente inferiore o uguale a 0,4 atm, ancora pi? preferibilmente inferiore o uguale a 0,2 atm.

In altre parole, a partire da una condizione di riposo in cui la pressione all?interno della prima cavit? ? pari ad 1 atm, viene imposta una pressione ridotta inferiore o uguale a ? 0,2 atm, preferibilmente inferiore o uguale a - 0,6 atm, pi? preferibilmente inferiore o uguale a ? 0,8 atm.

In via del tutto preferita, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? predisposto per fare in modo che tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? in grado di rimanere in posizione quando sottoposto ad una forza compresa fra 1 N e 15 N, in via maggiormente preferita compresa fra 8 N e 12 N.

Secondo una forma di realizzazione del presente esoscheletro soft, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? predisposto per fare in modo che, quando ? un attuatore con capacit? di irrigidimento per l?assistenza ad esercizi di riabilitazione di contrazione isometrica in estensione delle dita della mano, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? in grado di rimanere in posizione quando sottoposto ad una forza compresa fra 8 N e 12 N.

Vantaggiosamente, dunque, il sistema di attuazione di tipo pneumatico dell?esoscheletro secondo la presente invenzione comprendente un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento ? predisposto per coadiuvare esercizi di riabilitazione di tipo isometrico, secondo i quali l?indossatore, in seguito all?alimentazione di un fluido all?interno di tale seconda cavit? di secondo corpo cavo e alla successiva generazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di tale prima cavit? del primo corpo cavo, tale almeno un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento essendo in posizione piegata verso il palmo della mano, esegue un esercizio di riabilitazione di tipo isometrico in estensione, esercitando una forza compresa fra 1 N e 15 N, preferibilmente compresa fra 8 N e 12 N su tale almeno un attuatore pneumatico di flessione in una condizione ?rigida? e posizione piegata verso il palmo della mano.

In particolare, i valori di forza pi? elevati sono preferibilmente associati al dito indice ed a seguire in ordine decrescente al dito medio, al dito anulare e al dito mignolo.

Secondo un?ulteriore di realizzazione del presente esoscheletro soft, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? predisposto per fare in modo che, quando ? un attuatore con capacit? di irrigidimento per l?assistenza ad esercizi di riabilitazione di contrazione isometrica in abduzione delle dita della mano, tale almeno un attuatore pneumatico con capacit? di irrigidimento ? in grado di rimanere in posizione quando sottoposto ad una forza compresa fra 1 N e 15 N.

Preferibilmente, tale primo corpo cavo comprende pareti di prima cavit? e tale secondo corpo cavo comprende pareti di seconda cavit?, tali pareti di prima cavit? delimitando tale prima cavit? e tali pareti di seconda cavit? delimitando tale seconda cavit?.

Pi? preferibilmente, tali pareti di prima cavit? e tali pareti di seconda cavit? sono realizzate in materiale deformabile ed elastico.

Ancora pi? preferibilmente tali pareti di prima cavit? e tali pareti di seconda cavit? sono realizzate in materiale siliconico oppure in tessuto.

Secondo una forma di realizzazione preferita, tali pareti di prima cavit? e tali pareti di seconda cavit? sono realizzate in materiale deformabile ed elastico con un primo modulo di elasticit? e tali pareti di prima cavit? e/o tali pareti di seconda cavit? comprendono altres? uno strato realizzato in materiale deformabile ed elastico con un secondo modulo di elasticit?, in cui il secondo modulo di elasticit? ? superiore al primo modulo di elasticit?.

Alternativamente, tali pareti di prima cavit? e tali pareti di seconda cavit? sono realizzate in materiale deformabile ed elastico con un primo modulo di elasticit? e tali pareti di prima cavit? e/o tali pareti di seconda cavit? comprendono mezzi di rinforzo in materiale non deformabile.

Preferibilmente, tali mezzi di rinforzo sono accoppiati a tale materiale deformabile ed elastico in maniera tale da impedire parzialmente alle pareti di prima cavit? e/o alle pareti di seconda cavit? di deformarsi ed espandersi.

Pi? preferibilmente, tali mezzi di rinforzo sono posizionati longitudinalmente lungo le pareti di prima cavit? e/o tali pareti di seconda.

Preferibilmente, in tale prima cavit? del primo corpo cavo ? contenuto un materiale riempitivo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di tale prima cavit?.

In particolare, per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di tale prima cavit? le particelle del materiale riempitivo interagiscono fra loro per attrito e/o ingombro geometrico, determinando un irrigidimento della massa di tale materiale riempitivo secondo il fenomeno fisico del cosiddetto ?jamming?.

In altre parole, per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di tale prima cavit? le particelle di tale materiale riempitivo si avvicinano fra loro determinando, per cos? dire, una compressione della massa di tale materiale riempitivo.

Vantaggiosamente, tale primo corpo cavo pu? dunque irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? contenente tale materiale riempitivo.

Pi? preferibilmente, il materiale riempitivo pu? essere in forma granulare oppure in forma lamellare.

Tale materiale riempitivo in forma granulare pu? essere scelto fra polvere di caff?, riso, sferette di vetro o grani a geometria cubica.

Ancora pi? preferibilmente, il materiale riempitivo ? in forma lamellare.

Tale materiale riempitivo in forma lamellare pu? essere scelto fra fogli di carta, fogli di polietilene o fogli di carta vetrata.

In particolare, tale materiale riempitivo si pu? articolare in una pluralit? di strati disposti, longitudinalmente rispetto al dorso di tale almeno un dito della mano, all?interno di tale prima cavit?.

Preferibilmente, tale sistema di attuazione di tipo pneumatico e tale almeno un secondo corpo cavo sono predisposti per generare all?interno di tale seconda cavit? una pressione compresa fra 1 e 5 bar, pi? preferibilmente compresa fra 3 e 4 bar.

Preferibilmente, tale secondo corpo cavo comprende pareti di seconda cavit?, dette pareti di seconda cavit? delimitando tale seconda cavit? ed essendo realizzate in materiale deformabile ed elastico.

Pi? preferibilmente, tale secondo corpo cavo comprende pareti di seconda cavit?, tali pareti di seconda cavit? delimitando tale seconda cavit? ed essendo realizzate in materiale scelto siliconico.

Preferibilmente, il fluido alimentabile all?interno di tale seconda cavit? ? aria compressa.

Vantaggiosamente, dunque, alimentando tale fluido all?interno di tale seconda cavit?, in particolare alimentando aria compressa, si determina la flessione di tale almeno un secondo corpo cavo e, di conseguenza, la flessione di tale almeno un dito della mano dell?indossatore.

Quindi, una volta raggiunta una determinata posizione per tale almeno un dito ovvero una certa configurazione cinematica, l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione ? predisposto affinch? possano essere applicate condizioni di pressione ridotta all?interno di tale seconda cavit?, causando l?irrigidimento del secondo corpo cavo e, con esso, di tale almeno un attuatore pneumatico di flessione.

In questo modo, l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione consente di mantenere una posizione isometrica ovvero di bloccare tale almeno un attuatore pneumatico di flessione in posizione e in maniera tale che l?utilizzatore, applicando con un dito un?adeguata pressione contro tale almeno un attuatore pneumatico di flessione, possa eseguire un esercizio di contrazione isometrica in estensione.

Nello specifico, grazie a tale almeno un sensore in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano l?esoscheletro soft dell?invenzione consente di rilevare l?intenzione dell?indossatore nell?eseguire i movimenti di apertura e chiusura della mano, condizionando cos? la generazione l?alimentazione di fluido all?interno della seconda cavit? del secondo corpo cavo e/o l?applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? del primo corpo cavo.

Preferibilmente, il summenzionato almeno un sensore in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano ? predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione di un dito della mano, pi? preferibilmente del indice.

In via altrettanto preferita, tale almeno un sensore in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano, preferibilmente predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione di un dito della mano, ? un sensore di deformazione.

Pi? preferibilmente, tale almeno un sensore di deformazione ? un sensore di deformazione resistivo o un sensore di deformazione capacitivo.

Il sensore di deformazione pu? essere stampato direttamente sul summenzionato attuatore soft con capacit? di irrigidimento, oppure realizzato a parte e poi integrato nell?esoscheletro soft dell?invenzione, oppure stampato sulla sopramenzionata struttura di supporto.

Secondo una sua forma di realizzazione preferita, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende cinque attuatori pneumatici di flessione, ciascuno di tali cinque attuatori pneumatici di flessione essendo conformato per adagiarsi lungo il dorso di un dito della mano dell?indossatore.

Nello specifico, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende cinque attuatori pneumatici di flessione della tipologia suddetta ovvero ciascuno comprendendo il sopramenzionato primo corpo cavo ed il sopramenzionato secondo corpo cavo, accoppiato al primo corpo cavo.

Pi? nello specifico, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende cinque attuatori pneumatici di flessione, di cui un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del pollice, un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito indice, un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito medio, un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito anulare e un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito mignolo.

Preferibilmente, in accordo con quest?ultima forma di realizzazione, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende cinque sensori in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano, pi? preferibilmente il movimento di flessione/estensione di un dito della mano.

In particolare, di tali cinque sensori in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano, un sensore ? predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione del pollice, un sensore ? predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione dell?indice, un sensore ? predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione del medio, un sensore ? predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione dell?anulare e un sensore ? predisposto per misurare il movimento di flessione/estensione del mignolo.

Ancora pi? preferibilmente, ciascuno di tali cinque sensori in grado di misurare il movimento di flessione/estensione di un dito della mano ? un sensore di deformazione, in via del tutto preferita un sensore di deformazione resistivo o un sensore di deformazione capacitivo.

Alternativamente, in accordo con quest?ultima forma di realizzazione, l?esoscheletro soft della presente invenzione pu? comprendere da uno a quattro sensori in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano, pi? preferibilmente il movimento di flessione/estensione di un dito della mano.

In particolare, almeno uno di tali da uno a quattro estensori in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano ? predisposto per misurale il movimento di flessione/estensione del indice.

Preferibilmente, la struttura di supporto summenzionata ? realizzata con un tessuto o una maglia di base.

Pi? preferibilmente, tale struttura di supporto comprende altres? mezzi di ancoraggio, tali mezzi di ancoraggio essendo atti a mantenere in posizione tale struttura di supporto sulla mano dell?indossatore.

Pi? preferibilmente, tale tessuto o maglia di base comprende un materiale flessibile ed elastico.

In via altrettanto preferita, tale tessuto o maglia di base comprende un materiale scelto fra nylon, poliestere, spandex, poliammide, cotone o una qualsiasi combinazione di questi. Secondo una forma di realizzazione preferita dell?esoscheletro soft della presente invenzione, il tessuto o maglia di base della summenzionata struttura di supporto si conforma in un guanto.

Pi? preferibilmente, tale guanto comprende un polsino, una porzione centrale concava, aperta verso l?esterno tramite un?imboccatura ed atta all?accoglimento del palmo della mano di un essere umano, e cinque tasche per le dita della mano, ciascuna di dette tasche avente una conformazione tale da poter accogliere un singolo dito della mano.

Alternativamente, il guanto pu? comprendere un polsino e cinque tasche per le dita della mano, in cui ciascuna delle tasche presenta una conformazione tale da poter accogliere un singolo dito della mano.

Vantaggiosamente, secondo questa seconda forma di realizzazione, il palmo della mano dell?indossatore risulta completamente libero ed eventualmente a contatto con qualsivoglia oggetto utile per l?esecuzione degli esercizi di riabilitazione.

Ancora pi? preferibilmente, i sopramenzionati mezzi di ancoraggio sono posizionati in corrispondenza del polsino. In via del tutto preferita, tali mezzi di ancoraggio si conformano come mezzi di chiusura di tale imboccatura.

In via del tutto preferita, tali mezzi di chiusura sono di tipo regolabile e, opzionalmente, tali mezzi di chiusura di tipo regolabile si concretano in un sistema di chiusura ad uncino ed asola (i.e. in un sistema di chiusura tipo Velcro).

Vantaggiosamente, tale sistema di chiusura ad uncino ed asola consente di adattare l?esoscheletro soft dell?invenzione alle diverse tipologie di utilizzatori ed aventi caratteristiche antropometriche differenti.

Secondo una forma di realizzazione della presente invenzione, tale guanto ? preferibilmente realizzato in un materiale scelto fra nylon, poliestere, spandex, poliammide, cotone o una qualsiasi combinazione di queste.

In accordo con una sua forma di realizzazione particolare, il sistema di attuazione di tipo pneumatico dell?esoscheletro soft secondo la presente invenzione comprende mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo.

Preferibilmente, tali mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta comprendono una pompa da vuoto, preferibilmente una pompa da vuoto ad aria compressa.

Alternativamente, tali mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta comprendono un compressore con un eiettore a tubo Venturi.

Pi? preferibilmente, tali mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo comprendono altres? le seguenti unit?:

- almeno una prima tubazione per mettere in comunicazione tale pompa da vuoto o tale compressore con un eiettore a tubo Venturi e la prima cavit? di tale primo corpo cavo;

- almeno una prima valvola di regolazione, ancora pi? preferibilmente tale almeno una prima valvola di regolazione essendo un?elettrovalvola, per la regolazione dell?imposizione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo, tale almeno una prima valvola di regolazione essendo posizionata lungo tale almeno una prima tubazione e a monte rispetto alla prima cavit? di tale primo corpo cavo.

Pi? preferibilmente, tali mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo comprendono altres? un elemento di regolazione per il vuoto, tale elemento di regolazione per il vuoto essendo posizionato lungo tale almeno una prima tubazione e a monte rispetto alla prima valvola di regolazione.

Ancora pi? preferibilmente, l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione comprende almeno un primo sensore di pressione, tale almeno un primo sensore di pressione essendo atto a misurare la pressione all?interno di tale almeno una prima tubazione.

In via del tutto preferita, tale almeno un primo sensore di pressione essendo posizionato a valle rispetto a tale almeno una prima valvola di regolazione.

Coerentemente, il sistema di attuazione di tipo pneumatico dell?esoscheletro soft secondo la presente invenzione comprende mezzi per alimentare un fluido, preferibilmente aria compressa, all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo.

Preferibilmente, tali mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo comprendono un compressore ad aria compressa.

Pi? preferibilmente, tali mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo comprendono altres? le seguenti unit?:

- almeno una seconda tubazione per mettere in comunicazione tale compressore ad aria compressa e la seconda cavit? di tale secondo corpo cavo;

- almeno una seconda valvola di regolazione, ancora pi? preferibilmente tale almeno una seconda valvola di regolazione essendo un?elettrovalvola, per la regolazione dell?alimentazione di fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo, tale almeno una seconda valvola di regolazione essendo posizionata lungo tale almeno una seconda tubazione e a monte rispetto alla seconda cavit? di tale secondo corpo cavo.

Pi? preferibilmente, tali mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo comprendono altres? un elemento di regolazione di pressione, tale elemento di regolazione di pressione essendo posizionato lungo tale almeno una seconda tubazione e a monte rispetto alla seconda valvola di regolazione.

Ancora pi? preferibilmente, l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione comprende almeno un secondo sensore di pressione, tale almeno un secondo sensore di pressione essendo atto a misurare la pressione all?interno di tale almeno una seconda tubazione.

In via del tutto preferita, tale almeno un secondo sensore di pressione ? posizionato a valle rispetto a tale almeno una seconda valvola di regolazione.

Preferibilmente, l?esoscheletro soft per l?assistenza della mano a tecnologia pneumatica secondo la presente invenzione comprende almeno un sensore di pressione per contatto.

Pi? preferibilmente, tale almeno un sensore di pressione per contatto ? un sensore di pressione capacitivo.

Alternativamente, tale almeno un sensore di pressione per contatto ? un sensore di pressione resistivo.

Ancora pi? preferibilmente, tale almeno un sensore di pressione per contatto ? conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi in prossimit? del palmo della mano dell?indossatore e/o dei polpastrelli delle dita della mano dell?indossatore.

Vantaggiosamente, tale almeno un sensore di pressione per contatto ? atto alla misurazione della forza di presa della mano.

Preferibilmente, l?esoscheletro soft per l?assistenza della mano a tecnologia pneumatica secondo la presente invenzione comprende almeno un sensore per elettromiografia (EMG).

Pi? preferibilmente, tale almeno un sensore per elettromiografia (EMG) ? conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi lungo il dorso della mano dell?indossatore.

In particolare e vantaggiosamente, quando conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi sul dorso della mano dell?indossatore tale almeno un sensore per elettromiografia (EMG) ? atto al rilevamento delle attivazioni muscolari di muscoli intrinseci della mano, quali gli flessori/estensori intrinseci e abduttori/adduttori intrinseci.

Alternativamente, tale almeno un sensore per elettromiografia (EMG) ? conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi in prossimit? dell?avambraccio dell?indossatore.

In particolare, quando conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi in prossimit? dell?avambraccio dell?indossatore, tale almeno un sensore per elettromiografia (EMG) pu? conformarsi come una fascia di sensori per elettromiografia (EMG).

Vantaggiosamente, quando conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi in prossimit? dell?avambraccio dell?indossatore tale almeno un sensore per elettromiografia (EMG) ? atto al rilevamento delle attivazioni muscolari di muscoli estrinseci della mano, quali gli estensori estrinseci e i flessori estrinseci.

Preferibilmente, l?esoscheletro soft per l?assistenza della mano a tecnologia pneumatica secondo la presente invenzione comprende altres? una centralina di controllo, tale centralina di controllo essendo predisposta ad inviare un comando o una pluralit? di comandi a tale sistema di attuazione di tipo pneumatico in funzione di un segnale o una pluralit? di segnali provenienti da tale almeno un sensore in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano e/o in funzione di esercizi preimpostati, memorizzati in tale centralina di controllo, detto segnale o pluralit? di segnali riguardando un movimento di almeno un?articolazione della mano.

Pi? preferibilmente, tale centralina di controllo ? predisposta per inviare tale comando e/o tale pluralit? di comandi ai sopramenzionati mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo e/o ai sopramenzionati mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo.

Ancora pi? preferibilmente, quando predisposta per inviare tale comando e/o tale pluralit? di comandi ai sopramenzionati mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo, tale centralina di controllo ? altres? predisposta per inviare tale comando e/o tale pluralit? di comandi a tale prima valvola di regolazione.

In via altrettanto preferita, quando predisposta per inviare tale comando e/o tale pluralit? di comandi ai sopramenzionati mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo, tale centralina di controllo ? altres? predisposta per inviare tale comando e/o tale pluralit? di comandi a tale seconda valvola di regolazione.

In via del tutto preferita, tale centralina di controllo ? predisposta ad inviare un comando o una pluralit? di comandi a tale sistema di attuazione di tipo pneumatico in funzione di un segnale o una pluralit? di segnali provenienti da tale almeno un sensore di pressione per contatto e/o da tale almeno un sensore per elettromiografia (EMG) e/o da tale almeno un primo sensore di pressione e/o da tale almeno un secondo sensore di pressione, quando compresi nell?esoscheletro soft secondo la presente invenzione.

Vantaggiosamente, grazie a tale pluralit? di sensori in collaborazione con la centralina di controllo e il sistema di attuazione di tipo pneumatico, l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione consente di rilevare l?intenzione di eseguire un movimento o una combinazione di movimenti da parte dell?utilizzatore ed assistere l?utilizzatore durante l?esecuzione di tale movimento o combinazione di movimenti, nello specifico assistere l?utilizzatore nell?esecuzione di esercizi di riabilitazione della mano sia che richiedono il movimento della mano sia isometrici, controllando lo stato di attivazione di tali mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo e/o di tali mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo e determinando l?eventuale attivazione dalla summenzionata almeno una prima valvola di regolazione e/o della summenzionata almeno una seconda valvola di regolazione.

Secondo una sua forma di realizzazione preferita, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende un?unit? di trasmissione, predisposta per la trasmissione, opzionalmente in modalit? wireless, di informazioni associate al segnale o alla pluralit? di segnali provenienti da tale almeno un sensore in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano verso un elemento esterno all?esoscheletro soft secondo la presente invenzione.

Dunque, grazie alla fatto che l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione pu? comprendere tale unit? per la trasmissione, opzionalmente in modalit? wireless, di informazioni, risulta dunque possibile acquisire informazioni relative al movimento di tale sistema di attuazione di tipo pneumatico e, dunque, di almeno un?articolazione della mano dell?indossatore, in particolare, il movimento di flessione o estensione delle dita della mano dell?indossatore, e successivamente inviare tali informazioni alla summenzionato elemento esterno all?esoscheletro soft secondo la presente invenzione.

In altre parole, tramite elaborazione delle informazioni cos? inviate a tale elemento esterno all?esoscheletro soft secondo la presente invenzione ? inoltre possibile rielaborare tali informazioni al fine di controllare lo stato di funzionamento dell?esoscheletro soft secondo la presente invenzione.

Nello specifico, tramite rielaborazione di tali informazioni cos? inviate a tale elemento esterno all?esoscheletro soft secondo la presente invenzione, come si vedr? di seguito in relazione ad un sistema comprendente l?esoscheletro soft dell?invenzione, risulta possibile a partire da queste informazioni ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Pi? nello specifico, a partire da una ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore risulta possibile controllare la corretta esecuzione di tali esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Il sopramenzionato problema tecnico ? altres? rivolto verso un sistema comprendente il summenzionato esoscheletro soft, un?unit? di elaborazione centrale per ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e almeno un?interfaccia per l?interazione con un utente.

Preferibilmente, tale almeno un?interfaccia per l?interazione con un utente ? predisposta per la presentazione audio-video di informazioni.

Tale presentazione audio-video di informazioni pu?, per esempio, essere in forma di una riproduzione video della ricostruzione digitale e tridimensionale, opzionalmente in tempo reale o in differita, degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Tale presentazione audio-video di informazioni pu?, alternativamente, essere in forma di un report analitico generato in maniera automatica e specifico di determinati esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e/o rispettivi valori di confronto, come si vedr? nel seguito, in cui tale report analitico ? a disposizione dell?operatore, quale l?indossatore dell?esoscheletro soft secondo la presente invenzione, un medico o un fisioterapista, per successive valutazioni.

Secondo una forma di realizzazione del presente sistema, l?unit? centrale di elaborazione pu? essere connessa all?esoscheletro soft summenzionato tramite una rete WAN (Wide Area Network), per esempio tramite l?ausilio di almeno un modem e/o router.

Secondo quest?ultima forma di realizzazione, l?unit? centrale di elaborazione pu? vantaggiosamente essere ubicata in una posizione remota rispetto all?esoscheletro soft summenzionato.

Preferibilmente, secondo quest?ultima forma di realizzazione, il sopramenzionato almeno un?interfaccia per l?interazione con un utente pu? essere un PC, un palmare, un tablet o uno smartphone.

Vantaggiosamente, sul sopramenzionato interfaccia in forma di un PC, un palmare, un tablet o uno smartphone pu? essere installato un programma o un?applicazione per permettere all?operatore di visualizzare la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

In linea generale con il presente sistema, l?unit? di elaborazione centrale ? predisposta per ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Preferibilmente, tale unit? di elaborazione centrale per ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore ? un elaboratore sul quale pu? essere vantaggiosamente installato un programma per eseguire la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Pi? preferibilmente, tale unit? di elaborazione centrale per ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore ? un elaboratore sul quale pu? essere vantaggiosamente installato un programma o un?applicazione per permettere all?operatore di controllare la corretta esecuzione di tali esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

L?unit? di elaborazione centrale pu? preferibilmente comprendere almeno un?unit? di memoria atta alla memorizzazione della ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Vantaggiosamente, su tale unit? di memoria pu? dunque essere memorizzata una ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Pi? preferibilmente, il presente sistema pu? comprendere almeno un database atto a memorizzare e/o sul quale sono memorizzati corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano, in cui l?almeno un database ? in comunicazione con tale unit? di elaborazione centrale.

In particolare, ai sensi della presente invenzione, con l?espressione ?modalit? di esecuzione standard o pre-impostate? si intendono esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano disponibili nella letteratura scientifica, ad esempio in manuali di fisioterapia, e/o reperibili su banche dati pubbliche e/o esercizi specificatamente predisposti da un operatore, quale un medico o un fisioterapista.

Vantaggiosamente, il suddetto database pu? essere periodicamente aggiornato in modo da comprendere modalit? di esecuzione standard o pre-impostate aggiornate secondo le esigenze dell?indossatore del summenzionato esoscheletro soft ovvero in funzione del progresso di un percorso riabilitativo.

In via del tutto preferita, l?unit? di elaborazione centrale pu? comprendere mezzi di valutazione atti a confrontare la sopramenzionata ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore con corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano.

Vantaggiosamente, grazie a tale operazione di confronto della ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore con corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano, pu? dunque essere reso disponibile ad un operatore un esito di confronto di tale operazione di confronto, preferibilmente tramite una presentazione audiovideo.

Pi? preferibilmente, tale presentazione audiovideo pu? essere effettuata tramite il suddetto interfaccia per l?interazione con un utente.

La presente invenzione si riferisce altres? ad un procedimento per la ricostruzione digitale e tridimensionale di esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore che pu? essere eseguito tramite l?ausilio del sistema summenzionato.

Dunque, in maniera molto vantaggiosa, grazie alle sue caratteristiche peculiari, il sistema secondo la presente invenzione innanzitutto permette all?indossatore di essere coadiuvato durante esercizi di riabilitazione della mano, in particolare sia esercizi di riabilitazione che richiedono movimenti delle dita, sia esercizi di riabilitazione di tipo isometrico, e inoltre consente di ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore di controllare la corretta esecuzione di tali esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Il procedimento dell?invenzione comprende i seguenti passaggi: - tramite il summenzionato esoscheletro soft, acquisire informazioni relative al movimento di almeno un?articolazione della mano, tali informazioni essendo acquisite durante l?esecuzione di un esercizio di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano dell?indossatore;

- tramite la summenzionata unit? di elaborazione centrale, a partire dalle informazioni relative al movimento di almeno un?articolazione della mano cos? acquisite, ricostruire digitalmente e tridimensionalmente l?esercizio di riabilitazione eseguito, ottenendo una ricostruzione digitale e tridimensionale dell?esercizio di riabilitazione eseguito;

- rendere disponibili ad un operatore tale ricostruzione digitale e tridimensionale dell?esercizio di riabilitazione eseguito, preferibilmente tramite una presentazione audiovideo.

Tale presentazione audiovideo pu?, per esempio, essere in forma di un report analitico generato in maniera automatica e specifico di determinati esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e/o rispettivi valori di confronto, in cui tale report analitico ? a disposizione dell?operatore, quale l?indossatore dell?esoscheletro soft summenzionato, un medico o un fisioterapista, per successive valutazioni.

Pi? preferibilmente, il procedimento per la ricostruzione digitale e tridimensionale di esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore pu? comprendere la seguente fase ulteriore:

- confrontare la summenzionata ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore con corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano, generando un esito di confronto; e, opzionalmente,

- rendere disponibile ad un operatore tale esito di confronto cos? ottenuto, preferibilmente tramite una presentazione audiovideo.

Coerentemente, il procedimento summenzionato permette di conseguire i medesimi vantaggi illustrati poc?anzi in riferimento al sistema secondo la presente invenzione.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell?esoscheletro soft secondo l?invenzione risulteranno dalla descrizione dettagliata, fatta qui di seguito, e di sue forme di realizzazione date a titolo indicativo e non limitativo con riferimento ai disegni allegati.

Breve descrizione dei disegni

La Figura 1 rappresenta schematicamente una visione d?insieme dell?esoscheletro soft secondo la presente invenzione secondo una sua vista dorsale.

La Figura 2 mostra il meccanismo di funzionamento dell?attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento del presente esoscheletro soft.

La Figura 3 mostra il meccanismo di funzionamento dell?attuatore pneumatico di abduzione del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento del presente esoscheletro soft.

La Figura 4 mostra l?architettura di controllo del presente esoscheletro soft, in cui sono mostrati i collegamenti fra la centralina di controllo, i mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? di tale primo corpo cavo, i mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo e i sensori del presente esoscheletro soft.

La Figura 5 mostra una visione d?insieme del sistema secondo la presente invenzione comprendente tale esoscheletro soft.

Descrizione dettagliata di forme di realizzazione preferite Nella Figura 1 ? illustrato un esoscheletro soft 1 per l?assistenza al movimento della mano di un utilizzatore, in accordo con una forma di realizzazione preferita della presente invenzione.

L?esoscheletro soft 1 per l?assistenza al movimento della mano rappresentato in Figura 1 comprende le seguenti componenti:

- una struttura di supporto 2, indossabile dall?utilizzatore sulla mano;

- almeno un sensore 3 in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano;

- un sistema di attuazione 4 di tipo pneumatico (aria compressa pi? vuoto), ancorato alla struttura di supporto 2, in cui il sistema di attuazione di tipo pneumatico 4 comprende almeno un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento 5.

Come evidente, l?esoscheletro soft 1 raffigurato comprende cinque attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5, ciascuno dei quali ? conformato per adagiarsi lungo il dorso di un dito della mano dell?indossatore.

Nello specifico, con riferimento alla Figura 2, ciascuno dei cinque attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5 rappresentati schematicamente in Figura 1 comprende un primo corpo cavo 6 e un secondo corpo cavo 7, accoppiato al primo corpo cavo 6.

Pi? nello specifico, l?esoscheletro soft della presente invenzione comprende cinque attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5, di cui un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del pollice, un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito indice, un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito medio, un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito anulare e un attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento conformato per adagiarsi lungo il dorso del dito mignolo.

In aggiunta, si specifica che il primo corpo cavo 6 comprende una prima cavit? 8, in cui il primo corpo cavo 6 ? in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8.

Inoltre, il secondo corpo cavo 7 comprendente una seconda cavit? 9, in cui il secondo corpo cavo 7 ? in grado di espandersi per alimentazione di un fluido nella seconda cavit? 9.

Ciascun attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento 5 ? dunque predisposto per assistere l?indossatore durante esercizi di riabilitazione che richiedono i movimenti di flessione e estensione delle dita; in particolare, l?esoscheletro soft 1 illustrato ? in grado di coadiuvare il movimento flessione delle cinque dita della mano, tramite piegamento in direzione del palmo della mano, quando viene alimentata aria compressa all?interno della seconda cavit? 9 dei sopramenzionati cinque attuatori pneumatici di flessione 5.

L?attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento 5 ? inoltre predisposto per assistere l?indossatore durante esercizi di riabilitazione di tipo isometrico; in particolare, una volta coadiuvato il movimento di flessione delle cinque dita della mano, l?alimentazione di aria compressa all?interno della seconda cavit? 9 dei sopramenzionati cinque attuatori pneumatici di flessione 5 viene mantenuta e, al contempo, viene generata un pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8 dei cinque attuatore pneumatici di flessione 5.

Generando una pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8, il primo corpo cavo 6 dei cinque attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5 si irrigidisce per aumento dell?attrito e/o ingombro geometrico delle particelle di materiale riempitivo contenute nel primo corpo cavo 6 secondo il fenomeno fisico del cosiddetto ?jamming?.

Di conseguenza, l?indossatore pu? eseguire un esercizio di riabilitazione di tipo isometrico esercitando, tramite ciascun dito, una pressione contro i cinque attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5, in particolare eseguendo un esercizio di contrazione isometrica in estensione.

In particolare, con riferimento alla Figura 2, viene mostrato il meccanismo di funzionamento degli attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5 dell?esoscheletro soft 1 e, pi? in generale, di eventuali ulteriori attuatori pneumatici compresi nell?esoscheletro soft 1 secondo la presente invenzione.

Tale meccanismo di funzionamento prevede tre differenti condizioni:

- una condizione di riposo, indicata con la lettera a) in Figura 2, in cui sia la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8, sia l?alimentazione di aria compressa all?interno della seconda cavit? 9 sono disattivate;

- una condizione cosiddetta ?soft? o di assistenza del movimento di un?articolazione della mano, indicata con la lettera b) in Figura 2, in cui la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8 ? disattivata, mentre all?interno della seconda cavit? 9 viene alimentata aria compressa, coadiuvando per esempio un movimento di flessione delle dita della mano; e,

- una condizione cosiddetta ?rigida?, indicata con la lettera c) in Figura 2, in cui all?interno della prima cavit? 8 vengono generate condizioni di pressione ridotta e all?interno della seconda cavit? 9 viene mantenuta l?alimentazione di aria compressa, assistendo l?indossatore durante un esercizio di contrazione isometrica, per esempio un esercizio di contrazione isometrica in estensione.

In particolare, durante la condizione rigida, l?attuatore pneumatico ? predisposto per mantenere la posizione raggiunta durante in seguito alla deformazione subita durante il movimento permesso dalla precedente condizione soft.

Il primo corpo cavo 6 comprende pareti di prima cavit? 10, in cui le pareti di prima cavit? 10 delimitano la prima cavit? 8 e sono realizzate in materiale deformabile ed elastico, in particolare in materiale siliconico.

Coerentemente con quanto sopra esposto, nella prima cavit? 8 del primo corpo cavo 6 ? contenuto un materiale riempitivo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8.

Il secondo corpo cavo 7 comprende pareti di seconda cavit? 11, in cui le pareti di seconda cavit? 11 delimitano la seconda cavit? 9 e sono realizzate in materiale deformabile ed elastico.

Le pareti di seconda cavit? 11 sono realizzate in materiale siliconico.

Come illustrato, il sensore 3 in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano ? predisposto per misurare il movimento delle articolazioni dell?indice.

In particolare, il sensore 3 in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano ? predisposto per misurare i movimenti di flessione ed estensione degli attuatori pneumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5.

Pi? in particolare, il sensore 3 ? un sensore di deformazione e, come qualsiasi altro sensore di deformazione opzionalmente presente nell?esoscheletro soft secondo eventuali altre forme di realizzazione non rappresentate, pu? essere immerso negli attuatori pneumatici di flessione; nello specifico, il sensore 3 di deformazione ? in questo caso immerso nell?attuatore pneumatico di flessione con capacit? di irrigidimento 5 dell?indice.

Come illustrato in Figura 1, la struttura di supporto 2 si conforma in un guanto, dove il guanto ? realizzato in nylon.

Il guanto 2 comprende un polsino 12, una porzione centrale concava 13, aperta verso l?esterno tramite un?imboccatura 14 ed atta all?accoglimento del palmo della mano di un essere umano, e cinque tasche per le dita della mano 15, in cui ciascuna delle tasche 15 presenta una conformazione tale da poter accogliere un singolo dito della mano.

Alternativamente, secondo una forma di realizzazione non illustrata, il guanto pu? comprendere un polsino e cinque tasche per le dita della mano, in cui ciascuna delle tasche presenta una conformazione tale da poter accogliere un singolo dito della mano.

La struttura di supporto 2 comprende inoltre mezzi di ancoraggio 16, atti a mantenere in posizione la struttura di supporto 2 sulla mano dell?indossatore, in cui i mezzi di ancoraggio 16 sono conformati come mezzi di chiusura 16 dell?imboccatura 14.

I mezzi di chiusura 16 sono di tipo regolabile e, secondo la forma di realizzazione dell?esoscheletro secondo la presente mostrata in Figura 2, si concretano in un sistema di chiusura ad uncino ed asola (i.e. in un sistema di chiusura tipo Velcro).

Il sistema di attuazione di tipo pneumatico 4 dell?esoscheletro soft 1 illustrato in Figura 1 comprende infine mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta 18 all?interno della prima cavit? 8 del primo corpo cavo 6.

Nello specifico, i mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta 18 comprendono una pompa da vuoto oppure un compressore con un eiettore a tubo Venturi, non illustrati

Coerentemente, il sistema di attuazione di tipo pneumatico 4 dell?esoscheletro soft 1 illustrato in Figura 1 comprende mezzi per alimentare un fluido 19, in particolare aria compressa, all?interno della seconda cavit? 9 del secondo corpo cavo 7.

Nello specifico, i mezzi per alimentare un fluido 19 all?interno della seconda cavit? 9 del secondo corpo cavo 7 comprendono un compressore ad aria compressa, non illustrato.

Infine, l?esoscheletro soft comprende attuatori pneumatici del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a, che assistono i movimenti di abduzione ed adduzione e consentono di realizzare esercizi di contrazione isometrica in abduzione ed adduzione. Gli attuatori pneumatici del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a presentano una conformazione a soffietto.

In particolare, gli attuatori pneumatici di abduzione 5a con capacit? di irrigidimento comprendono un primo corpo cavo 6a comprende una prima cavit? 8a, il primo corpo cavo 6a essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 6a, nonch? comprendono un secondo corpo cavo 7a comprendente una pluralit? di seconde cavit? 9a, opzionalmente poste in serie fra loro, il secondo corpo cavo 6a essendo in grado di espandersi per alimentazione di un fluido in tale pluralit? di seconde cavit? 7a.

Gli attuatori pneumatici del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a si espandono quando sono alimentati con aria compressa, mentre si irrigidiscono quando ? imposto il vuoto.

Gli attuatori pneumatici del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a sono collegati ai sistemi 18 e 19, anche se i collegamenti non sono illustrati.

Come illustrato in Figura 3, il meccanismo di funzionamento dell?attuatore pneumatico del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a prevede tre differenti condizioni:

- una condizione di riposo, indicata con la lettera a) in Figura 3, in cui sia la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8a, sia l?alimentazione di aria compressa all?interno della pluralit? di seconde cavit? 9a sono disattivate;

- una condizione cosiddetta ?soft? o di assistenza del movimento di abduzione ed adduzione, indicata con la lettera b) in Figura 3, in cui la generazione di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 8a ? disattivata, mentre all?interno della pluralit? di seconde cavit? 9a viene alimentata aria compressa; e,

- una condizione cosiddetta ?rigida?, indicata con la lettera c) in Figura 3, in cui all?interno della prima cavit? 8a vengono generate condizioni di pressione ridotta e all?interno della pluralit? di seconde cavit? 9a viene mantenuta l?alimentazione di aria compressa, assistendo l?indossatore durante un esercizio di contrazione isometrica, per esempio un esercizio di contrazione isometrica in abduzione, grazie al fenomeno del ?jamming?, preferibilmente con materiale granulare.

La Figura 4 mostra l?architettura di controllo del presente esoscheletro soft 1 e sono mostrati i collegamenti fra una centralina di controllo 20, i mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta 18 all?interno della prima cavit? del primo corpo cavo 6, i mezzi per alimentare un fluido 19 all?interno della seconda cavit? del secondo corpo cavo 7 e i sensori del presente esoscheletro soft, fra cui il sensore 3 di deformazione.

Come illustrato in Figura 4, i mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta 18 all?interno della prima cavit? 8 del primo corpo cavo 6 di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione 5 comprendono una pompa da vuoto e le seguenti unit?:

- una prima tubazione 22 per mettere in comunicazione la pompa da vuoto e la prima cavit? del primo corpo cavo;

- una prima valvola di regolazione 23, in particolare un?elettrovalvola, per la regolazione dell?imposizione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? 6 del primo corpo cavo 8 di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione 5, in cui la prima valvola di regolazione 23 ? posizionata lungo la prima tubazione 22 ed ? a monte rispetto alla prima cavit? 6 del primo corpo cavo 8 di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione 5.

I mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta 18 all?interno della prima cavit? del primo corpo cavo 6 comprendono altres? un elemento di regolazione per il vuoto 29a, in cui l?elemento di regolazione per il vuoto 29a ? anch?esso posizionato lungo la prima tubazione 22 e a monte rispetto alla prima valvola di regolazione 23.

Il tubo dal sistema di generazione del vuoto (pompa a vuoto o compressore con eiettore a tubo venturi) va in ingresso alla elettrovalvola.

La pressione nell?elettrovalvola viene settata dal regolatore di pressione. La centralina di controllo stabilisce il valore di pressione al regolatore.

Come illustrato l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione comprende un primo sensore di pressione 26 per il vuoto, il quale ? atto a misurare la pressione all?interno della prima tubazione 22.

Il primo sensore di pressione 26 per il vuoto ? posizionato a valle rispetto alla prima valvola di regolazione 23.

I mezzi per alimentare un fluido 19 all?interno della seconda cavit? 9 del secondo corpo cavo di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione comprendono un compressore ad aria compressa e le seguenti unit?:

- una seconda tubazione 24 per mettere in comunicazione il compressore ad aria compressa e la seconda cavit? 9 del secondo corpo cavo 7;

- una seconda valvola di regolazione 25, in particolare un?elettrovalvola, per la regolazione dell?alimentazione di fluido all?interno della seconda cavit? 9 del secondo corpo cavo 7 di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione 5, in cui la seconda valvola di regolazione 25 ? posizionata lungo la seconda tubazione 25 e a monte rispetto alla seconda cavit? del secondo corpo cavo 7 di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione 5.

Pi? preferibilmente, tali mezzi per alimentare un fluido all?interno della seconda cavit? di tale secondo corpo cavo comprendono altres? un elemento di regolazione di pressione 29b, tale elemento di regolazione di pressione 29b essendo posizionato lungo tale almeno una seconda tubazione e a monte rispetto alla seconda valvola di regolazione.

Come illustrato l?esoscheletro soft secondo la presente invenzione comprende ulteriormente cinque sensori di pressione 27, i quali sono atti a misurare la pressione dell?aria compressa all?interno di rispettive cinque tubazioni di derivazione, le quali sono comprese nella prima tubazione 22.

In particolare, ciascuna delle cinque tubazioni di derivazione mette in comunicazione il compressore con il secondo corpo cavo 8 di ciascuno dei cinque attuatori penumatici di flessione con capacit? di irrigidimento 5.Inoltre, secondo l?architettura di controllo mostrata schematicamente in Figura 3, l?esoscheletro soft 1 comprende una pluralit? di sensori per elettromiografia (EMG) 28. Preferibilmente, questi sensori 28 sono utilizzati per misurare le attivazioni muscolari dei muscoli intrinseci durante gli esercizi di contrazione isometrica.

La centralina di controllo 20 ? opportunamente collegata con un sistema circuitale al sistema di attuazione di tipo pneumatico 4 ed ? quindi predisposta ad inviare un comando o una pluralit? di comandi ad esso, in particolare all?elettrovalvola 23 per il vuoto e all?elettrovalvola 25 per aria compressa, in funzione di un segnale o una pluralit? di segnali provenienti dai sensori dal sensore 3 di deformazione.

La centralina di controllo 20 ? altres? opportunamente collegata con un sistema circuitale al sistema di attuazione di tipo pneumatico 4 ed ? predisposta ad inviare un comando o una pluralit? di comandi ad esso, in funzione di un segnale o una pluralit? di segnali provenienti dalla pluralit? di sensori di pressione per contatto 28, dalla pluralit? di sensori per elettromiografia (EMG) 29, dal primo sensore di pressione 26 per il vuoto e/o dai cinque sensori di pressione 27 per l?aria compressa.

Inoltre, la centralina di controllo 20 pu? essere altres? predisposta ad inviare un comando o una pluralit? di comandi al sistema di attuazione in funzione di esercizi di riabilitazioni preimpostati e in essa memorizzati.

Inoltre, secondo l?architettura di controllo mostrata schematicamente in Figura 3, l?esoscheletro soft 1 comprende un?unit? di trasmissione 30, predisposta per la trasmissione, opzionalmente in modalit? wireless, di informazioni associate al segnale o alla pluralit? di segnali provenienti dal sensore 3 di deformazione verso un elemento esterno all?esoscheletro soft 1 rappresentato.

Per semplicit?, l?architettura mostrata in Figura 4 non illustra la presenza degli attuatori pneumatici di abduzione del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a. Difatti, nel caso di presenza di attuatori pneumatici di abduzione del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a, ad esempio tre attuatori pneumatici di abduzione del tipo ad espansione con capacit? di irrigidimento 5a come mostrato in Figura 1, sono presenti: altre tre linee composte ognuna da un regolatore di pressione 24, una elettrovalvola 25 e un sensore di pressione 27; una altra linea del vuoto composta da un regolatore per il vuoto 22, una elettrovalvola 23 per il vuoto e un sensore per il vuoto 26.

La Figura 5 mostra una visione d?insieme del sistema 31 secondo la presente invenzione comprendente l?esoscheletro soft 1 di cui alle figure precedenti.

Il sistema 31 comprende altres? un?unit? di elaborazione centrale 32 per ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e un?interfaccia 33 per l?interazione con un utente.

L?interfaccia 33 per l?interazione con un utente ? predisposta per la presentazione audio-video di informazioni, in particolare in forma di una riproduzione video della ricostruzione digitale e tridimensionale, opzionalmente in tempo reale o in differita, degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

L?unit? centrale di elaborazione 32 ? connessa all?esoscheletro soft 1 tramite una rete WAN (Wide Area Network), per esempio tramite l?ausilio di almeno un modem e/o router, ed ? in grado di ricevere informazioni dall?unit? di trasmissione 30 dell?esoscheletro soft 1.

L?unit? centrale di elaborazione 32 pu? dunque essere ubicata in una posizione remota rispetto all?esoscheletro soft summenzionato L?interfaccia 33 per l?interazione con un utente ? integrata in un dispositivo per l?interazione con un utente, per esempio un PC, un palmare, un tablet o uno smartphone. Tale per l?interazione con l?utente pu? in particolare essere un smartphone, per esempio lo smartphone dell?indossatore dell?esoscheletro soft 1 dell?invenzione oppure lo smartphone del fisioterapista o del medico.

L?unit? di elaborazione centrale 32 ? predisposta per ricostruire digitalmente e tridimensionalmente gli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

In particolare, l?unit? di elaborazione 32 centrale ? un elaboratore sul quale pu? essere vantaggiosamente installato un programma per eseguire la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore, sulla base dei segnali provenienti dai sensori installati sul sistema.

L?unit? di elaborazione centrale 32 pu? preferibilmente comprendere almeno un?unit? di memoria 35 atta alla memorizzazione della ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore.

Il sistema 31 comprende altres? un database 37 atto a memorizzare e/o sul quale sono memorizzati corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano. L?unit? di memoria 35 ? opportunamente in comunicazione il database 37.

L?unit? di elaborazione centrale 32 comprende inoltre mezzi di valutazione 36 atti a confrontare la sopramenzionata ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore con corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano, nello specifico esercizi di flessione/estensione delle cinque dita della mano ed esercizi di contrazione isometrica in estensione.

Grazie a questa operazione di confronto fra la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano, pu? dunque essere reso disponibile ad un operatore, per esempio un medico o un fisioterapista, un esito di confronto di tale operazione di confronto.

In altre parole, il sistema 31 illustrato in Figura 5 ? opportunamente predisposto per l?esecuzione del procedimento per la ricostruzione digitale e tridimensionale di esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore secondo l?invenzione.

In particolare, il sistema secondo l?invenzione ? dunque basato un?architettura complessiva, la quale pu? consentire la riabilitazione a casa dell?utente (indossatore), portata avanti sotto il controllo del medico e del fisioterapista.

Il fisioterapista pu? definire o modificare un programma di riabilitazione specifico ovvero modalit? di esecuzione standard o preimpostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano, opportunamente salvate e rese disponibili sul database summenzionato.

Il medico pu? valutare gli esiti di confronto fra la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e corrispondenti modalit? di esecuzione standard o pre-impostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano

Sia il fisioterapista, sia il medico possono monitorare le prestazioni dell?indossatore (paziente o lavoratore) in progressione nel tempo.

L?indossatore, attraverso l?interfaccia per l?interazione con un utente, pu? dunque non solo visualizzare la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione, ma anche il suo programma di riabilitazione, avendo la possibilit? di effettuare gli esercizi in realt? virtuale.

L?indossatore, attraverso l?interfaccia per l?interazione con un utente, pu? inoltre alla fine di ogni esercizio di riabilitazione visualizzare gli esiti di confronto fra la ricostruzione digitale e tridimensionale degli esercizi di riabilitazione eseguiti o in corso di esecuzione da parte dell?indossatore e corrispondenti modalit? di esecuzione standard o preimpostate di esercizi di riabilitazione per almeno un?articolazione della mano.

L?indossatore, attraverso l?interfaccia per l?interazione con un utente, pu? inoltre ottenere alla fine di ogni esercizio un punteggio in relazione alle aree funzionali di interesse.

I punteggi sono inviati al database e potranno essere a disposizione del medico e del fisioterapista per il monitoraggio delle condizioni terapeutiche dell?indossatore (paziente o lavoratore) e per, eventualmente, aggiornare programma di riabilitazione.

Claims

RIVENDICAZIONI

1. Esoscheletro soft (1) con capacit? di irrigidimento per la riabilitazione della mano, comprendente una struttura di supporto (2), indossabile dall?utilizzatore su una mano, almeno un sensore (3) in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano, un sistema di attuazione di tipo pneumatico (4), ancorato alla struttura di supporto (2), detto sistema di attuazione di tipo pneumatico (4) comprendendo almeno un attuatore pneumatico (5) con capacit? di irrigidimento, in cui almeno un attuatore pneumatico (5) con capacit? di irrigidimento ? ancorato alla struttura di supporto (2) e comprende un primo corpo cavo (6) ed un secondo corpo cavo (7), accoppiato a detto primo corpo cavo (6), e in cui

detto primo corpo cavo (6) comprende almeno una prima cavit? (8), il primo corpo cavo essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di detta almeno una prima cavit? (8);

detto secondo corpo cavo (7) comprendente almeno una seconda cavit? (9), il secondo corpo cavo essendo in grado di espandersi per alimentazione di un fluido in detta almeno una seconda cavit? (9).

2. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo la rivendicazione 1, in cui detto almeno un attuatore pneumatico (5) con capacit? di irrigidimento ? un attuatore pneumatico di flessione ed ? predisposto per assistere l?indossatore durante i movimenti di flessione e di estensione di almeno un dito della mano dell?indossatore, detto almeno un attuatore pneumatico (5) con capacit? di irrigidimento essendo conformato per adagiarsi lungo il dorso di un dito della mano dell?indossatore.

3. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo la rivendicazione 2, in cui detto almeno un attuatore pneumatico (5) di flessione ? predisposto per generare all?interno di detta prima cavit? (8) una pressione ridotta inferiore o uguale a 0,8 atmosfere, preferibilmente inferiore o uguale a 0,4 atm, pi? preferibilmente inferiore o uguale a 0,2 atm.

4. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto primo corpo cavo (6) comprende pareti di prima cavit? (10), dette pareti di prima cavit? (10) delimitando detta prima cavit? (8) ed essendo realizzate in materiale deformabile ed elastico, preferibilmente dette pareti di prima cavit? (10) essendo realizzate in materiale siliconico o in tessuto.

5. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui in detta prima cavit? (8) ? contenuto un materiale riempitivo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di detta prima cavit? (8), preferibilmente detto materiale riempitivo ? in forma granulare oppure in forma lamellare.

6. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto almeno un sensore (3) in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano ? predisposto per misurare i movimenti di flessione ed estensione di un dito della mano, preferibilmente detto almeno un sensore (3) in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano ? un sensore di deformazione.

7. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di attuazione di tipo pneumatico (4) comprende mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta (18) all?interno di detta prima cavit? (8) di detto primo corpo cavo (6), preferibilmente detti mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta (18) comprendendo una pompa da vuoto oppure un compressore con un eiettore con un tubo a Venturi, pi? preferibilmente detti mezzi per imporre condizioni di pressione ridotta (18) comprendendo le seguenti unit?:

- almeno una prima tubazione (22) per mettere in comunicazione detta pompa da vuoto e detta prima cavit? (8) di detto primo corpo cavo (6);

- almeno una prima valvola di regolazione (23) per la regolazione dell?imposizione di condizioni di pressione ridotta all?interno della prima cavit? (8) di detto primo corpo cavo (6), detta almeno una prima valvola di regolazione (23) essendo posizionata lungo detta almeno una prima tubazione (22) e a monte rispetto alla prima cavit? (8) di detto primo corpo cavo (6);

ancora pi? preferibilmente detto esoscheletro soft (1) comprendendo almeno un primo sensore di pressione (26), detto almeno un primo sensore di pressione (26) essendo atto a misurare la pressione all?interno di detta almeno una prima tubazione (22).

8. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, in cui detto sistema di attuazione di tipo pneumatico (4) comprende mezzi per alimentare un fluido (19) all?interno di detta seconda cavit? (9) di detto secondo corpo cavo (7), preferibilmente detto fluido essendo aria compressa e detti mezzi per alimentare un fluido (19) comprendendo un compressore ad aria compressa, pi? preferibilmente detti mezzi per alimentare un fluido (19) comprendendo le seguenti unit?:

- almeno una seconda tubazione (24) per mettere in comunicazione detto compressore ad aria compressa e detta seconda cavit? (9) di detto secondo corpo cavo (7);

- almeno una seconda valvola di regolazione (25) per la regolazione dell?alimentazione di fluido all?interno della seconda cavit? (9) del secondo corpo cavo (7), detta almeno una seconda valvola di regolazione (25) essendo posizionata lungo detta almeno una seconda tubazione (24) e a monte rispetto alla seconda cavit? (9) di detto secondo corpo cavo (7);

ancora pi? preferibilmente detto esoscheletro soft (1) comprendendo almeno un secondo sensore di pressione (27), detto almeno un secondo sensore di pressione (27) essendo atto a misurare la pressione all?interno di detta almeno una seconda tubazione (24).

9. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente almeno un attuatore pneumatico di abduzione (5a) con capacit? di irrigidimento, detto almeno un attuatore pneumatico di abduzione (5a) con capacit? di irrigidimento essendo conformato per essere posizionato fra due dita adiacenti della mano dell?indossatore, in cui detto almeno un attuatore pneumatico di abduzione (5a) con capacit? di irrigidimento comprende un primo corpo cavo (6a) ed un secondo corpo cavo (7a), accoppiato a detto primo corpo cavo (6a), e in cui

detto primo corpo cavo (6a) comprende una prima cavit? (8a), detto primo corpo cavo essendo in grado di irrigidirsi per applicazione di condizioni di pressione ridotta all?interno di detta prima cavit?;

detto secondo corpo cavo (8a) comprendendo una seconda cavit? (9a), detto secondo corpo cavo essendo in grado di espandersi per alimentazione di un fluido in detta seconda cavit?,

detto almeno un attuatore pneumatico di abduzione (5a) essendo predisposto per assistere l?indossatore durante i movimenti di abduzione e adduzione di dette due dita adiacenti della mano dell?indossatore.

10. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente comprende almeno un sensore per elettromiografia (28), detto almeno un sensore per elettromiografia (28) essendo conformato ed ancorato alla sopramenzionata struttura di supporto in maniera tale da adagiarsi lungo il dorso della mano dell?indossatore, in cui detto almeno un sensore per elettromiografia (28) ? atto al rilevamento delle attivazioni muscolari di muscoli intrinseci della mano, quali gli flessori/estensori intrinseci e abduttori/adduttori intrinseci.

11. Esoscheletro soft (1) per l?assistenza al movimento della mano secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, comprendente una centralina di controllo (10), detta centralina di controllo (10) essendo predisposta ad inviare un comando o una pluralit? di comandi a detto sistema di attuazione (4) di tipo pneumatico in funzione di un segnale o una pluralit? di segnali provenienti da detto almeno un sensore (3) in grado di misurare il movimento di almeno un?articolazione della mano e/o in funzione di esercizi preimpostati, memorizzati in detta centralina di controllo (20), detto segnale o pluralit? di segnali riguardando un movimento di almeno un?articolazione della mano.