Sant’Anna ed Esaote, robotica applicata alle sonde ecografiche

L'Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di Pisa ed Esaote sono protagonisti di una svolta robotica nel funzionamento delle sonde ecografiche.

I ricercatori delle due realtà hanno infatti sviluppato una cella robotica che, sotto la guida di un operatore, è in grado di orientare la sonda.

Si tratta di un passo avanti verso l’automazione, che mantiene però il ruolo dell’uomo al centro del processo lavorativo.

Industria 4.0 in sanità

L’obiettivo dei ricercatori è stato di ottimizzare i test per il funzionamento delle sonde ecografiche, attraverso un sistema di automazione in linea con i principi di industria 4.0.

Esaote, azienda medicale di imaging diagnostico non invasivo, ha chiesto all’Istituto di BioRobotica della Scuola Superiore Sant’Anna di sviluppare una cella robotica altamente innovativa che, sotto la guida di un operatore, sia in grado di orientare la sonda e certificarne l’efficacia.

I risultati della collaborazione sono stati riassunti nel report “Pulse-echo test for medical imaging ultrasound probe and collaborative robot: performance and usability”, a firma di Marco Controzzi, Michele Bacchereti e Francesco Clemente per l’Istituto di BioRobotica, e di Andrea Grandoni, Lorenzo Francalanci e Alessandro Fabbrizzi per Esaote. Il report descrive la fattibilità di un sistema in sintonia con gli obiettivi della robotica collaborativa, dove i sistemi di automazione più avanzati lavorano a stretto contatto con l’uomo.

Oltre a rendere più efficace, registrabile e tracciabile il procedimento di test delle sonde ecografiche, il braccio robotico offre una soluzione integrata.

La cella robotica progettata dall’Istituto di BioRobotica e da Esaote si compone di un braccio robotico dotato di una pinza che, sotto la guida di un operatore, è in grado di orientare la sonda in modo da verificare il suo corretto posizionamento.

Automazione robotica per l'uomo

Si tratta di un passo in avanti verso l’automazione del procedimento, dato che attualmente tutti i test avvengono manualmente, con il solo intervento dell’operatore, che permette di avere dati più precisi riguardo la ripetibilità e il funzionamento della sonda.

Come dichiara in una nota Marco Controzzi, ricercatore dell’Istituto di BioRobotica dell'Istituto Sant'Anna di Pisa, “La cella robotica che abbiamo sviluppato ha raggiunto due obiettivi: rendere automatizzato il procedimento per il funzionamento dei test e mantenere in primo piano il ruolo dell’uomo. Saranno infatti gli operatori di Esaote a interagire con il robot, affiancandolo durante i test. Questa linea di ricerca riflette la missione dell’Human-Robot-Interaction, il laboratorio di robotica collaborativa dell’Istituto di BioRobotica che immagina una sinergia tra uomo e robot, combinando i vantaggi della produzione manuale con la precisione e la ripetibilità dell’automazione”.

Per Andrea Grandoni di Esaote il processo manifatturiero delle sonde ecografiche "è tradizionalmente poco adatto all’automazione se si considera che è caratterizzato da una bassa dimensione del lotto di produzione e da un elevato numero di varianti: per tale ragione, tra le possibili soluzioni, la robotica collaborativa presenta il miglior rapporto costo/efficacia, ossia migliora la produttività con bassi investimenti, con un miglioramento della qualità ed un aumento della personalizzazione dei prodotti. Il sistema studiato dall’Istituto di BioRobotica permetterebbe ad Esaote di affiancare l’uomo nelle operazioni di collaudo delle sonde ecografiche, riducendo così sia la variabilità del sistema di misura utilizzato per il test sia il suo tempo ciclo, di esecuzione del collaudo, soprattutto se lo confrontiamo con i sistemi di test disponibili sul mercato ancora oggi totalmente guidati dall’uomo”.

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