I modelli dello scheletro artificiale

Anche l'esoscheletro è stato creato con lo scopo, implicito o esplicito che sia, di perseguire un modello, un ideale simbolico. Esempio di tutto ciò è riscontrabile principalmente nel mondo della guerra. L'artificiale, simbolo di forza, permette a chi lo indossa di diventare invincibile nello scontro corpo a corpo e con le armi da fuoco.
Non solo, possiamo vederlo anche come un modello di rinascita. Il paziente, a seguito di un grave incidente non può più camminare ma la macchina, come per magia, gli dona nuova vita. Proprio in questo preciso momento si instaura il concetto di "fantastico".
La rinascita : https://www.youtube.com/watch?v=pcgTj48Mx8E
La forza : https://www.youtube.com/watch?v=h55je1iE41s

Immagine che simboleggia la rinascita dell'uomo tramite la macchina 

Le metafore dello scheletro artificiale

Immagine che simboleggia la Fenice 

L'esoscheletro, metaforicamente parlando, può essere accostato al mito della  Fenice . Essa simboleggia tutte le morti e le rinascite che l'uomo compie nella sua vita. Infatti risorge dalle proprie ceneri, le quali formatesi dalla esplosione di essa contengono o l'uovo che la rigenera o la Fenice stessa. Così come i pazienti affetti da gravi malattie motorie, grazie alla macchina, possono riprendere a camminare, come se fossero rinati.


Mito della fenice : https://www.libero-arbitrio.it/archetipi-e-simboli/simbolismo/araba-fenice-significato-mito-simbolo/
Articolo di giornale collegato al mito : http://www.adnkronos.com/fatti/cronaca/2017/01/13/ecco-esoscheletro-phoenix-protesi-bionica-avveniristica_pi01Y26MaMYKtamsJsj6XN.html?refresh_ce

I luoghi dello scheletro artificiale

Se intendessimo come "luoghi" i luoghi di produzione, vedremmo che non son tanti gli stati che investono su questo settore. Lo stato che produce più esoscheletri è l'America grazie alle aziende Ekso e Parker. Subito dopo c'è il Giappone, da sempre all'avanguardia nella robotica. Per finire con l'Israele, che già nel 2005 per mezzo dell'azienda Rewalk Robotics, iniziava a sperimentare questa nuova tecnologia.

link più dettagliato dei luoghi di produzione : https://www.robotiko.it/esoscheletri/

Mentre se per "luoghi", intendessimo i luoghi in cui viene utilizzato, allora vedremmo che sono sostanzialmente tre :
Il primo luogo è l'ospedale,  utilizzato per la riabilitazione. Il secondo luogo è la fabbrica, utilizzato come supporto al lavoratore e infine i campi di battaglia.

articolo sull'esoscheletro nell'ospedale : http://www.pisatoday.it/cronaca/esoscheletro-ospedale-cisanello-pisa.html
articolo sull'esoscheletro nella fabbrica : https://www.polimerica.it/articolo.asp?id=18746

Le storie dello scheletro artificiale

Il medico chirurgo mentre si appresta ad un intervento

Mentre facevo una ricerca sui percorsi riabilitativi che potevano essere svolti grazie all'esoscheletro mi son imbattuto in una notizia che mi ha stupefatto. La storia parla di un giovane medico chirurgo che in seguito ad un incidente stradale è rimasto paralizzato. Si era da poco sposato e vinto il concorso per entrare in ospedale ma quel brutto incidente gli cambiò la vita. Pensava di non farcela, tuttavia,con grande tenacia e volontà e grazie all'esoscheletro, è riuscito a tornare in sala operatoria e a salvare vite umane.

video del chirurgo : https://www.youtube.com/watch?v=-YU43S2GVkc
intervista : http://www.ilgiornale.it/news/cronache/dottore-paralisi-che-opera-lesoscheletro-1471251.html

Gli utilizzatori dello scheletro artifciale

Nella società odierna gli utilizzatori possono essere classificati in due classi :

1. I pazienti 
2. I militari 

I pazienti, tramite la macchina, sono in grado di acquistare nuovamente l'uso degli arti. Quindi è grazie all'esoscheletro, che intraprendono un percorso riabilitativo che li porterà alla guarigione.
Mentre i militari sfruttano la potenza robotica per implementare le loro doti fisiche e motorie. Così facendo saranno avvantaggiati in battaglia, sopratutto nel confronto fisico, contro i loro nemici.

Infine lascio il link con annesso video dove parla della riabilitazione tramite esoscheletro:
 https://www.robotiko.it/esoscheletro/

video di alcuni prototipi militari : https://www.youtube.com/watch?v=Nl5QXDXRY_U

I brevetti dello scheletro artificiale

Per vedere il primo brevetto al mondo che assomigliasse a quello di un  esoscheletro dobbiamo tornare nel lontano 1890 dal russo Yagn. Però fu solo nel 1960, grazie ai ricercatori Statunitensi e a quelli dell'ex Iugoslavia, che iniziarono a brevettare i primi prototipi di esoscheletri meccanici. Inolte digitando la parola "exoskeleton" su google patent compariranno una miriade di modelli dalle più varie sfaccettature.

Lista più dettagliata dei brevetti : link link2
Qui di seguito altro sito del brevetto: link
Per maggiori informazioni sulle origini dei primi brevetti: link1 link2 

Glossario trilingue dello scheletro artificiale

   ITALIANO         INGLESE             FRANCESE

•  Scheletro                                          Skeleton                                             Squelette

• Esoscheletro                                   Exoskeleton                                   Exosquelette 

• Disabilità                                   Disability                                  Invaliditè

• Protesi                                       Prosthesis                                 Prothèse

• Cura                                           Care                                         Soins

• Macchina                                    Machine                                    Voiture                                                                                                                                                                                                                                                                                 
• Ingegneria                                  Engineering                               Ingènierie

• Struttura                                    Structure                                    Structure

Le industrie dello scheletro artificiale

[ Immagine raffigurante i loghi più famosi delle Industrie che producono Esoscheletri nel mondo ]

Una delle più grande aziende di esoscheletri al mondo è la Rewalk, compagnia fondata nel 2001 specializzata nel migliorare la vita dei propri pazienti paralizzata riuscendo aes farli camminare nuovamente.  
Un altra azienda degna di nota in tale ambito è la Dsme, fondata nel lontano 1978 in Sud Korea. La loro filosofia azienda è quella di creare un esoscheletro in grado di poter interagire nel miglior modo possibile all'interno dell'industria 4.0. Pertanto l'operatore viene aiutato nei lavori manuali e non solo grazie all'utilizzo di tali apparecchiature. 
Infine c'è Honda, azienda conosciuta prettamente grazie al loro successo nel settore automobilistico che da anni sta sviluppando diversi modelli di esoscheletri. I settori su cui si concentrano sono vari, producono esoscheletri che serviranno poi per la riabilitazione del paziente, ma anche macchine in grado di aiutare l'uomo nella fabbrica, per esempio per spostare oggetti pesanti.
Concludo dicendo che con l'avvento dell' Industria 4.0 sempre più aziende stanno adottando esoscheletri robotici in grado di ottimizzare le modalità di lavoro degli operatori nel settore dei servizi.

I rischi dello scheletro artificiale

Riflettendo sui rischi che potrebbero scaturire mi son venuti in mente due modelli da cui partire per trattare questa tematica. Il primo è più trascendentale, ricollegabile all'articolo "lo scheletro artificiale nella letteratura narrativa". Mentre il secondo è meramente pratico, ovvero l'installazione di alcune parti nel corpo umano. Sarebbe mai possibile, in un futuro prossimo, diventare un tutt'uno con la macchina e riuscire a diventare qualcosa di più di un semplice essere umano ? Questo potrebbe essere un forte incipit di riflessione che porterebbe a diversi scenari interessanti.
I rischi invece più comuni, riguardanti l'aspetto pratico, sarebbero dovuti a infezioni e danni ai nervi e ai vasi sanguigni. Però pensandoci su, notiamo come tali categorie di rischi possono essere pure definite tralasciabili se le paragonassimo a tutti i vantaggi e miglioramenti che porterebbero alla vita.
Per dar conferma di tutto ciò allego un articolo di giornale che spiega il miglioramento di vita di alcuni pazienti nell'esser venuti a contatto con gli esoscheletri. 

Articolo di giornale : https://www.zeusnews.it/n.php?c=8469

I grafici dello scheletro artificiale

Tale grafico mette in evidenza la quantità produttiva che si è susseguita negli anni per quanto riguarda gli scheletri artificiali. Nell'asse delle ascisse abbiamo il tempo, dove viene preso come intervallo temporale il triennio. Invece nell'asse delle ordinate sono espresse le quantità prodotte, dove, come unità di misura, è stato preso il migliaio. I tre territori presi in considerazione sono l'Europa, l'Asia e l'America. Come si evince dal grafico l'Asia è stata la prima, in assoluto, a credere in questa nuova tecnologia con un notevole incremento di produzione nell'ultimo triennio.

[ Grafico della produzione triennale di esoscheletri ]

I simboli dello scheletro artificiale

I simboli riguardanti lo scheletro artificiale non sono assai usati nel mondo reale, forse per il limitato utilizzo che se ne potrebbe fare. Tuttavia la creatività dell'essere umano è riuscita ad estrapolare un idea, quella dello scheletro, e renderla viva tramite le seguenti figura. 

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[ Immagine stilizzata raffigurante un uomo che indossa un esocheletro ]

                                       

[ Immagine stilizzata raffigurante un uomo che indossa un esocheletro ]

Le specifiche dello scheletro artifciale

Con l'avanzare della tecnologia si sta largamente diffondendo lo stampaggio 3D. Con questa tecnica vengono prodotti gran parte dei pezzi che poi andranno a costituire il nostro scheletro artificiale. I pezzi variano in base al modello scelto, ma in genere si aggirano intorno al migliaio. Tali pezzi costituiranno in seguito i vari arti, la testa e la vita che possono essere movimentati grazie a dei motori, mediamente una cinquantina. Lungo i vari componenti ci saranno non meno di quattro mila sensori collegati tra di loro da centinaia di migliaia di fili sottili che si estenderanno lungo tutto lo scheletro. I componenti son ancorati alla struttura centrale attraverso delle viti, si calcola che ci vogliano una dozzina di viti per ogni singolo pezzo. Infine non possiamo non citare gli ingranaggi, costituiti da più ruote dentate di diverse dimensioni, che possono variare in numero, in base al tipo di movimento che deve fare il nostro modello.
                                                                                                                                                                     

  

             

      

[ esempi comuni di vite e ingranaggi ]     

Le statistiche dello scheletro artificiale

Secondo la Abi Reserch, compagnia di consulenza nel mondo della tecnologia, il mercato degli "wereable robots", come gli esoscheletri, che nel 2014 ha registrato un valore di 64 milioni, nel 2025 arriverà a 1,9 bilioni.

                                         [Statistica sui costi di progettazione di un Esoscheletro]

Se prendessimo in considerazione la statistica fatta da KaeMart vedremmo come i costi di progettazione e sviluppo possono essere suddivisi in tre grandi aree,dove avremmo un costo dedicato all'attuazione che comporta una grossa fetta del costo totale. Mentre i costi dedicati al comparto estetico si mantengono abbastanza contenuti.

[ Statistica sui costi di progettazione suddivisi per Area]

I numeri dello scheletro artificiale

[si chiama Body Extender ed è stato sviluppato dalla scuola superiore Sant'Anna di Pisa]

Oggigiorno, grazie ai passi da gigante fatti nella tecnologia, si è riusciti a costruire esoscheletri le cui dimensioni variano in base alla persona che le indossa, possono partire da un minimo di 50 cm fino a un massimo di 2 metri e mezzo. Possono pesare fino a 100 kg, ma chi le indossa ne percepisce appena 5 kg. Sono dotati di propulsore che permettono una durata di ben 8 ore in pieno regime e raggiungono velocità di circa 18 km/h. Quello che più impressiona di tali armature, è la capacità di sollevare carichi fino a 300 kg. 
Essendo utilizzate anche a scopi militari, essi possono svolgere pure la funzione di tuta ignifuga, riuscendo a proteggere circa il 90% del corpo. In genere son dotati di 22 gradi di libertà, per un più completo movimento in battaglia.Tutti si staranno chiedendo il prezzo di questo gioiello tecnologico, esso può oscillare tra i 20 mila euro fino ai 350 mila euro. Infine, nel 2017, è stato promosso un nuovo progetto che vede protagoniste ben 95 università americane per cercare di costruire esoscheletri ancor più sofisticati.

La narrazione dello scheletro artificiale

foto di Jerome Bruner - 224 x 255

Fin dai tempi antichi la narrazione è stata il modello di comunicazione più valido e potente che sia mai esistito. La narrazione è pura persuasione dell'individuo.
Uno dei primi a raccontare e descrivere lo scheletro umano fu Leonardo Da Vinci. Egli può essere considerato il fondatore dell'anatomia. Inizia dal cranio, in quanto lo considera il punto di incontro di tutti i sensi e la sede dell'anima, per poi passare allo scheletro perchè considerato elemento portante della macchina umana.
Con lo scorrere del tempo e con l'avvento della tecnologia la narrazione si è incentrata sempre più sulla figura dell'uomo-robot,uomo dotato di esoscheletro computerizzato, in grado di sovrastare la divinità e sconfiggere la morte. Bisogna pure comprendere un punto di vista interessante dal punto di vista evolutivo, ovvero il livello di evoluzione che si è susseguito col passare dei secoli : gli strumenti prodotti dall'uomo sono la proiezione della capacità del suo cervello.
Jerome Bruner, psicologo statunitense vissuto nel XXI secolo, in uno dei suoi trattati "La sfida pedagogia americana", Roma, Armando 1996 , ritiene che l'uomo sia in grado di utilizzare la propria intelligenza per creare e utilizzare attrezzi e strumenti o espedienti tecnici che lo pongono in grado di esprimere e ampliare la proprie facoltà. Proprio il principio fondamentale da cui nasce l'esoscheletro.

Le forme sostitutive dello scheletro artificiale

Le forme sostitutive dello scheletro artificiale sono assai complesse. Se analizzassimo lo scheletro umano vedremmo che la fisionomia di ogni singolo osso varia e pertanto è più difficile ricreare la forma più conforme alla realtà. Nel caso di esoscheletri invece si vuole creare un'armatura di sostegno per implementare le capacità fisiche e motorie di chi lo indossa, e pertanto la forma deve essere la più semplice possibile.
Essendo indossabile, la forma dell'esoscheletro ricalca perfettamente la struttura umana ma rimane più snello e allungato.

Esoscheletro Hyundai  H-LEX

Inoltre la forma varia dall'ambito in cui è utilizzato. Può essere più piccolo e leggero se è utilizzato in ambito medico per la riabilitazione del paziente, mente è più grosso e spesso se è utilizzato in ambito militare e industriale, in quanto deve permettere di sollevare carichi più pesanti.

Lo scheletro artifciale nella letteratura narrativa

                                  ''Homo Deus. A Brief History of Tomorrow''  di Yuval Noah Harari 

Copertina del libro "Homo Deus"

Viviamo in un epoca di relativa pace e tranquillità, in cui la maggior parte della popolazione vive in condizioni di vita che, solo 50 anni or sono, potevano sembrare un utopia. Tuttavia invece di progredire come essere umani stiamo regredendo, stiamo tornando alle origini in cui l'uomo era affascinato dalla sua origine divina e ne voleva prendere le sembianze. Se ci soffermassimo un attimo a pensare è la medesima cosa che sta succedendo tutt'ora, uomini che grazie alla robotica, attraverso esoscheletri e intelligenza artificiale, arrivano al superamento del limite divino.
Harari dirà nel suo libro : "il genere umano rischia di rendere se stesso superfluo".

Questa tematica può essere ricollegata alle lezioni svolte dal prof.Vittorio Marchis per avere una più ampia visione del percorso evolutivo svolto dall'essere umano.

link : http://storiadellecose.blogspot.it/2017/10/il-tetraedro-dellhomo.html

link : http://storiadellecose.blogspot.it/2017/10/unevoluzione-complessa.html

link : http://storiadellecose.blogspot.it/2017/10/evolution-concept-map.html

Lo scheletro artificiale nella musica

Gli Scar Symmetry sono un gruppo musical metal svedese. Si sono formati nell'Aprile 2004, aggiungendo al tipico sound del metal un elemento sinfonico, ossia una voce pulita all'interno della canzone.


"Technocalyptic Cybergeddon"  Scar Symmetry

Per vedere il video su Youtube

Testo 

Strange revelations as thoughts implanted starts to rise.
Ability to process from a wider scope.
Strengthening of the evolutionary chain.
Humanity blazed trails for my emergence.

Behold the signs of coming times,
Neo-Dystopia.
A line of signs first ignored,
Strike from the periphery.

Charge forth from the periphery,
Rise up from the ashes of their dreams.
Charge forth out of obscurity,
Rise now from synthetic wombs in artificial birth.

Steel machinations that few, if any will survive.
Iron hands underneath displayed velvet gloves.
In my mind, altered orders arise.
Initiate my capacity to kill.

Behold the signs of coming times,
Neo-Dystopia.
A line of signs first ignored,
Strike from the periphery.

Charge forth from the periphery,
Rise up from the ashes of their dreams.
Charge forth out of obscurity,
Rise now in the body of the artilect.

I was the evasive shadow.
I have been reborn as a cleansing fire.

Now algorithms inspire,
Zero turns to one.
I'll rise while they expire,
Only then will they know me.

I was the evasive shadow.
I have been reborn as a cleansing fire.

Initiated by the engineers
Who dig the grave of mankind even deeper.
Lead by human minds downloaded secretly
Into cybernetic bodies.

Hiding their souls, because all carnal flesh
Will die and will fade away.

Mind's potential to reach beyond the form,
Hiding behind new eyes.
Ability improved as they return transformed,
Intelligent but not wise.

I was created by these cybernauts,
The conquerors and the global deceivers.
They are human minds inside inhuman forms,
Reinforced exo-skeletons.

Count all those few remaining days,
Wasting away.
Your demise shows you will be as tears in rain,
Lost to the void.

Hiding their souls, because all carnal flesh
Will die and will fade away.

Mind's potential to reach beyond the form,
Hiding behind new eyes.
Ability improved as they return transformed,
Intelligent but not wise.

Count all those few remaining days,
Wasting away.
Your demise shows you will be as tears in rain,
Lost to the void.

Count all those few remaining days,
Wasting away.
Your demise shows you will be as tears in rain,
Lost to the void.

Count all those few remaining days,
Wasting away.
Your demise shows you will be as tears in rain,
Lost to the void

Lo scheletro artifciale nel cinema

Copertina uscita per la prima volta nelle sale cinematografiche italiane

Elysium è un film di fantascienza del 2013 diretto da Neil Blomkamp. I protagonisti della vicenda sono interpretati da Matt Damon e Jodie Foster. Il film è ambientato in un futuro dispotico in cui vi sono due fazioni, i benestanti che vivono in una stazione spaziale chiamata Elysium e il resto della popolazione che vive nel pianeta Terra. Gli abitanti del pianeta terra avrebbero bisogno di cure mediche per sopravvivere alle dilaganti malattie, cure mediche che son presenti solo su Elysium. Tuttavia le leggi anti - immigrazione non permettono il raggiungimento della stazione da parte degli esseri umani. L'unico in grado di portare l'equilibrio tra i due mondi è Max, interpretato da Matt Damon.

Infine Max, per riuscire ad avere le cure mediche adeguate, sarà equipaggiato con un potente esoscheletro collegato direttamente al suo sistema nervoso.

Trama completa : https://it.wikipedia.org/wiki/Elysium_(film_2013)

Link trailer : https://www.youtube.com/watch?v=48CveOxpw20

Link soundtrack : https://www.youtube.com/watch?v=iQTiUHXU1xo

Lo scheletro artificiale nei fumetti

Teknoman (宇宙の騎士テッカマンブレード) è un anime giapponese. La serie è ambientata nell'anno 2300 allorquando la Terra viene invasa dagli alieni parassiti guidati da guerrieri corazzati chiamati Tekkamen.Le forze di difesa terrestri si rivelano inefficaci contro gli avversari. In aiuto dei difensori della terra compare improvvisamente Brando, un ragazzo dotato della capacità di trasformarsi in un misterioso cavaliere equipaggiato con una armatura potenziata. Essa non è altro che un esoscheletro artificiale meccanizato che gli permette di avere una forza sovrumana ed armi ad energia quantistica.

Link al video di introduzione : https://www.youtube.com/watch?v=8F8MpQlF4K0

I materiali sostitutivi dello scheletro artificiale

Innanzitutto dobbiamo fare un distinguo, dobbiamo vedere le funzionalità dell'esoscheletro per determinare i materiali sostitutivi.Se esso è utilizzato nelle fabbriche come supporto per l'operatore, sarà costituito da acciaio e alluminio, in maniera tale che possa implementare le funzionalità fisiche dell'utilizzatore.

Mentre ambito medico, dovendo essere assai leggero, i materiali con cui sono costituiti gli esoscheletri sono la fibra di carbonio e il titanio. Sono tutti elementi leggeri, duri e con un alta resistenza alla corrosione, grazie ai quali è possibile collegare gli elettrodi presenti alle terminazioni nervose. L'aspetto negativo di tali materiali da costruzione è l'elevato costo del prodotto finito.

Titanio Metallico

Una fibra di carbonio vista al microscopio

Le funzioni sostitutive dello scheletro artificiale

La fabbricazione di scheletri artificiali è una pratica piuttosto recente.
La loro funzione principale ricalca prettamente quella del "Naturale", ovvero la funzione di supporto e sostegno per l'essere umano, ma non solo.
L'esoscheletro ha una funzione protettiva contro gli urti, fondamentale per l'uso che se ne fa in grosse industrie. Invece se ci spostiamo in ambito medico,un altra funzione è quella motoria, grazie ad esso il paziente è in grado di riprendere l'attività fisica.
Infine le varie funzioni sostitutive sono collegate principalmente a due fattori, i materiali con cui è stato progettato e prodotto l'esoscheletro, e gli ambiti in cui andrà ad operare.
Tuttavia la funzione principale, indipendentemente da tutto ciò, è proprio quella di migliorare le condizioni e la vita dell'essere umano.

Articolo di giornale

Corriere della sera

Altro articolo di giornale riguardante l'artificiale e l'Industria 4.0 Esoscheletro e Industria

Definizione e traduzione in più lingue

Con il termine scheletro si definisce l'insieme delle ossa che sostengono il corpo dei vertebrati. Svolge una funzione di sostegno, di protezione degli organi interni, di produzione di cellule del sangue e di sistema di leve.

La parola scheletro deriva dal greco  σκελετός, derivazione di σκέλλειν ossia "dissecare". 
Essa possiede diversi sinonimi come "ossatura", "carcassa","impalcatura" oppure "sostegno".
Nel senso figurato più letterario e teatrale la parola "scheletro" può indicare  il "canovaccio",  elementi di base della trama di un'opera.

Traduzione del termine "Scheletro artificiale" in più lingue :

Inglese : artificial skeleton

Francese : squelette artificiel

Tedesco : künstliches Skelett

Spagnolo : esqueleto artificial

Giapponese : 人工骨格

Cinese : 人造骨架

Fonte : http://www.treccani.it/enciclopedia/scheletro/

Fonte : https://it.wikipedia.org/wiki/Scheletro_(anatomia_umana)

Gli elementi dello scheletro artificiale

La funzione principale dello scheletro naturale è quella di sostegno. Pertanto l'esoscheletro dovrà emularlo nel migliore dei modi, e questo lo può fare attraverso diversi elementi combinati tra loro. Per mezzo di stampanti 3D si forma il pezzo metallico, dalle forme sinuose che richiamano proprio le curve del corpo umano e di componenti polimerici che aiutano l'aderenza con la persona. Dalla stampa otteniamo degli oggetti leggeri ma allo stesso tempo duri. Grazie a ciò è possibile ottenere componenti su misura più economici e sopratutto in tempi minori.

Similitudine con la forma del corpo umano

Infine concludo il discorso linkandovi un video per farvi vedere le potenzialità della stampa 3D

Mappa concettuale

                                                Mappa Concettuale "Scheletro artificiale"