Un robot bioispirato sviluppato tra Italia e Grecia apre nuove prospettive per la chirurgia minimamente invasiva e la medicina avanzata
di Antonio Portolano
LECCE – Un robot morbido ispirato a un verme marino, capace di muoversi e adattarsi all’interno del corpo umano, è stato presentato come risultato di una collaborazione tra Università del Salento, Scuola Superiore Sant’Anna e HCMR (Hellenic Centre for Marine Research). Il progetto, denominato MAPWORMS, rappresenta un avanzamento significativo nella soft robotics applicata alla medicina e punta a migliorare interventi chirurgici e procedure diagnostiche grazie a dispositivi flessibili e sicuri.
Il contesto della ricerca
La robotica bioispirata è oggi uno dei settori più dinamici dell’innovazione scientifica. In particolare, la soft robotics si concentra sullo sviluppo di dispositivi in grado di replicare le caratteristiche degli organismi naturali per operare in ambienti complessi, come il corpo umano.
In questo quadro si inserisce MAPWORMS, progetto che unisce competenze di zoologia, ingegneria e medicina. I risultati sono stati pubblicati su Scientific Reports, rivista del gruppo Nature, confermando la rilevanza internazionale della ricerca.
I protagonisti
Il progetto è frutto di una collaborazione internazionale tra centri di eccellenza. La componente biologica è stata guidata da Luigi Musco, zoologo marino della Università del Salento, mentre lo sviluppo ingegneristico è stato coordinato da Arianna Menciassi della Scuola Superiore Sant’Anna.
Il contributo di HCMR ha rafforzato il carattere europeo della ricerca, creando un ponte scientifico tra Italia e Grecia e valorizzando il ruolo del territorio salentino come laboratorio naturale.
Dalla natura alla tecnologia
Il punto di partenza è stato lo studio del verme marino Phascolosoma stephensoni, un anellide sipunculide presente lungo le coste rocciose del Salento. Questo organismo è stato analizzato attraverso tecniche avanzate per comprenderne struttura e modalità di movimento.
L’utilizzo della microtomografia computerizzata ad alta risoluzione e dell’analisi del movimento ha permesso di ricostruire l’architettura muscolare interna del verme. A partire da questi dati, è stato sviluppato un modello matematico che ha portato alla realizzazione di un robot morbido in silicone magnetoreattivo.
Il prototipo è in grado di allungarsi fino a 2,5 volte la propria lunghezza iniziale, replicando le capacità naturali di elongazione e adattamento.
Le dichiarazioni dei protagonisti
Luigi Musco sottolinea il valore strategico della ricerca di base: «Il progetto MAPWORMS dimostra quanto la ricerca di base sia fondamentale: osservare, comprendere e descrivere la natura, anche nei suoi dettagli apparentemente meno importanti, è il primo passo per generare innovazione. Studiando organismi come Phascolosoma stephensoni non ci siamo limitati ad ampliare le conoscenze sulla biodiversità marina, ma abbiamo aperto una via per lo sviluppo di applicazioni tecnologiche avanzate. La natura continua a offrirci soluzioni straordinarie e sta a noi riconoscerle e tradurle in progresso scientifico e tecnologico».
Anche Arianna Menciassi evidenzia le prospettive cliniche: «Da tempo studiamo le eccezionali capacità di piccoli organismi animali di muoversi all’interno di ambienti non strutturati: abbiamo iniziato negli anni ’90 a sviluppare endoscopi a locomozione autonoma bioispirati, che ormai sono utilizzati a livello clinico. Ma la capacità di protrusione ed elongazione raggiunta dai dispositivi sviluppati in MAPWORMS non ha eguali ed apre innumerevoli opportunità cliniche, anche grazie a un sistema di attuazione completamente senza fili basato su interazioni magnetiche».
I dati e le innovazioni
Il robot sviluppato nell’ambito di MAPWORMS introduce innovazioni rilevanti:
- struttura morbida e flessibile
- elongazione fino a 2,5 volte la lunghezza iniziale
- sistema di attuazione wireless basato su campi magnetici
- elevata adattabilità a spazi ristretti e ambienti complessi
Queste caratteristiche lo rendono ideale per operazioni in ambienti delicati come il corpo umano, dove la precisione è essenziale.
Impatto sul settore medico
Le applicazioni di questa tecnologia sono potenzialmente rivoluzionarie. Robot bioispirati come quello sviluppato da Università del Salento e partner possono migliorare significativamente la qualità degli interventi medici.
Tra i principali benefici:
- maggiore precisione chirurgica
- riduzione dell’invasività
- accesso a zone difficili da raggiungere
- diminuzione dei rischi per i pazienti
La possibilità di controllare il dispositivo tramite campi magnetici senza fili rappresenta un ulteriore elemento di innovazione.
Analisi: il valore della bioispirazione
Il progetto MAPWORMS dimostra come la natura rappresenti una fonte inesauribile di soluzioni tecnologiche. L’osservazione di organismi come Phascolosoma stephensoni consente di trasferire principi evolutivi consolidati nel design ingegneristico.
Questo approccio permette di sviluppare tecnologie più efficienti, sicure e adattabili, riducendo i limiti delle soluzioni tradizionali.
Implicazioni e criticità
Nonostante le potenzialità, restano alcune sfide:
- validazione clinica su larga scala
- adeguamento normativo
- sostenibilità economica
- integrazione nei sistemi sanitari
Questi aspetti saranno determinanti per la diffusione della tecnologia nei contesti ospedalieri.
Prospettive future
Il progetto sviluppato da Università del Salento, Scuola Superiore Sant’Anna e HCMR apre scenari di grande interesse. Nei prossimi anni, la ricerca potrebbe portare a dispositivi sempre più avanzati e integrati con tecnologie emergenti come l’intelligenza artificiale.
La pubblicazione su Scientific Reports del gruppo Nature conferma il ruolo centrale di questa ricerca nel panorama internazionale e rafforza il posizionamento del sistema scientifico italiano nel campo della robotica medica.
Il verme robot sviluppato grazie a MAPWORMS rappresenta un esempio concreto di innovazione nata dall’incontro tra ricerca di base e applicazione tecnologica. Dallo studio della biodiversità marina del Salento emergono soluzioni capaci di trasformare la medicina, rendendola più precisa, meno invasiva e sempre più orientata al futuro.