TRASMISSIONI MECCANICHE 466

29 trasmissioni meccaniche 466 • novembre / dicembre 2024 riduce il rischio di inciampare - aggiunge Marcin Dziemianowicz -. Nel caso del- la protesi passiva, chi la indossa ottiene questo risultato eseguendo unmovimento circolare con l’anca o sollevando la gamba. Questi movimenti di compensazione non sononecessari conD-Ankle e la camminata diventa più naturale e meno faticosa”. Quando il piede protesico arriva a terra, la suameccanica esegue la naturale variazio- ne dell’angolo durante la fase di appoggio. D-Ankle è l’unica protesi con funzionalità di ritorno attivo dal tallone alla punta che fornisce anche la spinta da terra per il passo successivo. Qui si attiva la flessione plan- tare motorizzata, ossia l’estensione dell’ar- ticolazione. Questo contribuisce anche ad un’andatura armoniosa e un risparmio di energia. Sebbene l’articolazione artificiale a cerniera non sia in grado di effettuare dei movimenti laterali come una caviglia naturale, questi sono resi possibili dalla deformazione passiva del materiale ela- stico del piede protesico, ossia la fibra di carbonio. In questo modo si raggiunge il pieno contatto tra la pianta del piede e il pavimento, anche su superfici irregolari. Rilevare il ritmo dell’andatura Il controllo integrato nella protesi riceve segnali da diversi sensori per riuscire a distinguere le fasi del ciclo della deambu- lazione. Un potenziometromisura l’angolo tra il piede e la parte inferiore della gamba, mentre un sensore di pressione bilaterale misura il carico al momento del contatto iniziale del piede e lo scaricodurante la fase di trasferimento. Un accelerometro rileva l’intero movimento, compresa la velocità, l’inclinazione del piede e la pendenza del percorso. “L’algoritmo mette insieme i segnali degli ultimi passi e li analizza - asserisce Marcin Dziemianowicz per spiegare il principio di funzionamento -. Da questi dati deduce il ritmo dell’andatura e ricava la posizione ottimale del piede per ogni fase del passo. Ad esempio, quando si cammina in salita l’articolazione della caviglia deve piegarsi di più rispetto a quando ci si muove su un suolo pianeggiante e la forza di spinta deve essere aumentata per facilitare la camminata in salita. In discesa, invece, si applica il contrariopermantenere ilmiglior contatto possibile tra la suola e il terreno. Inoltre, è disponibile un’applicazione per smartphone che consente di adattare para- metri quali la forza di spinta, la sensibilità del sensore di pressione o la durata di una fase del ciclo della deambulazione”. Azionamento sportivo nel tempo L’azionamento integrato assicura la con- versione dei segnali di controllo nei mo- vimenti appropriati. Al suo interno ospita un motore brushless Faulhaber della serie BP4, la cui potenza viene trasmessa a una vite filettata. Il motore e la vite filettata ruotano in entrambe le direzioni e posso- no quindi fornire una flessione dorsale e plantare del piede. L’elevata efficienza ener- getica dell’azionamento consente un fun- zionamento fino a 12 ore con una singola carica della batteria. Il motore tollera anche le elevate emissioni termiche che possono verificarsi nel funzionamento quotidiano. “I nostri obiettivi erano legati soprattutto al lato sportivo - ricorda Marcin Dziemia- nowicz -. Il motore doveva essere in grado di riprodurre un movimento di corsa, con tre passi al secondo o tre cicli completi di flessione dorsale e plantare. Inoltre, doveva resistere a rapidi cambiamenti di andatura e direzione. Questa applicazione richiede velocità e coppiemolto elevate nel minor volume e peso possibili. Abbiamo testato varie soluzioni di azionamento pro- poste dalle aziende leader nella produzione di motori. Da Faulhaber non solo abbiamo trovato il prodotto più adatto ma abbia- mo anche ricevuto un supporto tecnico eccezionale”. Dopo aver sperimentato con successo e in modo approfondito il piede protesico sui partecipanti amputati, quest’ultimo è stato lanciato sul mercato alla fine del 2023. Il suo adattatore standard può essere collegato a un qualsiasi stelo modulare della protesi. La regolazione individuale della protesi viene effettuata da un tecnico ortopedico. L’altezza del tacco può essere modificata, quindi si può indossare la protesi D-Ankle anche se si indossano delle scarpe con i tacchi. Qualora la batte- ria dovesse scaricarsi dopo una giornata molto lunga, la persona può comunque continuare a camminare come farebbe con una protesi passiva. D-Ankle di Design Pro Technology è la prima protesi di caviglia che utilizza un motore per muovere il piede nella camminata e lo mantiene in posizione anatomicamente naturale.