Progettazione e Controllo di un Braccio Robotico Assistivo Teleoperato per Persone con Disabilità Motorie Severe

Le persone con disabilità motoria severa agli arti superiori, causata ad esempio da sclerosi laterale amiotrofica, perdono con il tempo l'autonomia in compiti quotidiani essenziali come mangiare, bere o manipolare piccoli oggetti. Il presente lavoro affronta questo problema con la progettazione di un manipolatore robotico assistivo teleoperato a 4 gradi di libertà, dotato, come end-effector, di una mano a cinque dita. La struttura meccanica adotta una catena cinematica seriale, la quale è stata preferita per il miglior compromesso tra semplicità costruttiva, costo e affidabilità rispetto ad alternative parallele o a cavi. Ogni dito è azionato da un meccanismo a quadrilatero articolato a cavi antagonisti, con cinematica determinata da un servomotore dedicato. I componenti sono realizzati in PLA+ tramite stampa 3D, materiale scelto per il basso ritiro termico e la buona resistenza meccanica. Il controllo si basa su un'interfaccia master-slave con mappatura proporzionale giunto-giunto, gestita via Arduino Mega e bus I2C. Un anello di controllo chiuso, basato su sensori di forza nei polpastrelli, previene il danneggiamento degli oggetti afferrati ed un modulo vibrotattile restituisce all'utente un feedback aptico sullo stato della presa. La validazione sperimentale costituirà l'esito conclusivo del lavoro.