PSYONIC porta la progettazione protesica nel XXI secolo

Il fondatore e CEO di PSYONIC, il dottor Aadeel Akhtar, aveva sette anni e si trovava in visita in Pakistan con i suoi genitori quando incontrò per la prima volta una persona con un'amputazione. Aveva la sua stessa età, ma non aveva accesso all'assistenza sanitaria di cui lui godeva.

"Quella è stata la prima volta che ho incontrato una persona con una disabilità agli arti. Aveva la mia stessa età, viveva in povertà, le mancava la gamba destra e usava un ramo d'albero spezzato come stampella". Quell'esperienza rimase impressa nella mente di Akhtar. Lo spinse a intraprendere la carriera medica e, infine, a fondare PSYONIC a San Diego, in California, nel 2015. La missione: contribuire allo sviluppo di tecnologie bioniche avanzate accessibili a tutti.

Le protesi esistono da migliaia di anni. Alcune protesi in uso oggi, infatti, sono state progettate all'epoca della guerra di secessione americana. Una delle principali difficoltà nella progettazione delle protesi è trovare un equilibrio tra funzionalità, durata e accessibilità. I prototipi di ricerca spesso dimostrano varie possibilità, ma trasformare quei prototipi in prodotti affidabili e producibili rappresenta una sfida completamente diversa. Il produttore di protesi, orientato all'innovazione basata sulla ricerca, ha affrontato proprio questa transizione.

Il dispositivo di punta di PSYONIC, l'Ability Hand, doveva andare oltre il concetto di laboratorio. Doveva resistere agli urti, ai movimenti ripetitivi e all'imprevedibilità della vita quotidiana, mantenendo al contempo movimenti precisi e una facilità di manutenzione ottimizzata.

Uno dei primi prototipi di mano protesica di PSYONIC era funzionale, ma ben lontano dall'essere pronto per la produzione. "Bisogna immaginare che, all'epoca, il prototipo dell'Ability Hand fosse tre volte più grande di una normale mano umana", sottolinea Akhtar. Ha inoltre spiegato che il primo prototipo era ingombrante e difficile da gestire, con cavi che correvano in più direzioni, ed era collegato a breadboard (piattaforme di prototipazione riutilizzabili e senza saldature), alimentatori esterni e, infine, a una presa a muro.

Per passare da quel sistema iniziale a un prodotto commerciale era necessario un rigoroso perfezionamento meccanico. Il team doveva garantire la resistenza strutturale in caso di uso ripetuto. "Dovevamo assicurarci che le ossa delle dita potessero resistere a 350.000 cicli di flessione ed estensione", osserva Akhtar. 

Anche la resistenza agli urti era fondamentale. Secondo Akhtar, "Le dita sono flessibili, quindi posso prendere l'Ability Hand e schiacciarla. Resiste all'impatto". Aggiunge inoltre: "L'ho fatta cadere dal tetto di casa mia, a oltre 9 metri da terra. L'ho calpestata. L'ho messa in un'asciugatrice per 10 minuti ed è sopravvissuta!"

I requisiti ingegneristici erano chiari: l'Ability Hand doveva resistere sia a sollecitazioni interne ripetitive sia a forze esterne imprevedibili.

Per soddisfare tali vincoli, PSYONIC ha progettato ogni componente dell'Ability Hand e dei relativi componenti periferici in SOLIDWORKS®. Akhtar afferma: "Ora realizziamo ogni singolo componente che progettiamo per la mano e tutti i componenti periferici grazie a SOLIDWORKS. Abbiamo eseguito migliaia di iterazioni". Tali iterazioni includevano la verifica di numerosi concept meccanici. Il team ha generato centinaia di concept progettuali e ha realizzato numerosi prototipi stampati in 3D, molti dei quali non hanno superato i test iniziali.

Il movimento meccanico è stato valutato con gli strumenti di SOLIDWORKS Simulation. Akhtar osserva: "Eseguiamo molte simulazioni dei giunti meccanici. Vogliamo assicurarci che la cinematica sia corretta e che l'ampiezza di movimento sia massimizzata, in modo da garantire la massima funzionalità ai nostri utenti".

L'accesso tempestivo a strumenti di progettazione professionali ha svolto un ruolo fondamentale nel lancio di PSYONIC. Akhtar sottolinea che il programma SOLIDWORKS for Startups è stato fondamentale per consentire al team di decollare come startup autofinanziata.

La durata tecnica è solo una parte della commercializzazione. Anche la praticità clinica è importante. Secondo Dale Demasi, Creative Marketing Manager di PSYONIC, "Se succede qualcosa a un dito [dell'Ability Hand], è possibile sostituirlo in 10 minuti rimuovendo solo tre viti".

L'approccio progettuale modulare dell'Ability Hand riduce i tempi di inattività e semplifica la manutenzione senza richiedere la sostituzione completa del dispositivo. Demasi spiega ulteriormente il vantaggio pratico: "Non occorre aspettare settimane o mesi per far riparare la mano. È possibile farla riparare in clinica mentre si aspetta".