Industry 4.0 Design - n.1 marzo

Soluzioni per automazione industriale

Soluzioni per installazioni elettriche

Soluzioni per installazioni da esterno e impianti BT

Soluzioni per infrastrutture IT

Il Gruppo DKC è leader nella produzione di soluzioni innovative, efficienti e solide che vanno dalla protezione, alla trasmissione, allo stoccaggio e al controllo dell’energia per infrastrutture civili e industriali.

L’utilizzo di materie prime di elevata qualità, il lavoro dei nostri centri di ricerca, l’efficienza del servizio post-vendita e l’attenzione alle esigenze del mercato sono i punti di forza che rendono DKC un alleato prezioso per realizzare impianti e progetti nel mondo. Un partner affidabile sempre a fianco del cliente.

di Carlo Marchisio / Industrial Automation Consultan

www.linkedin.com/in/carlomarchisio/

SPS ITALIA 2023

SOSTENIBILITA’, INNOVAZIONE E COMPETENZE PER L’INDUSTRIA

La fiera dell’automazione e del digitale per l’industria intelligente e sostenibile si prepara all’undicesima edizione, a Parma dal 23 al 25 maggio. “Innovativa per Vocazione” è il claim della fiera: innovazione che in ambito fieristico, ma non solo, trova le fondamenta nello scambio di esperienze, nella capacità di ascoltare il mercato e offrire contenuti e spunti d’interesse a tutti i livelli della filiera. Sei padiglioni con il meglio delle tecnologie dell’automazione a servizio della trasformazione dell’industria in ottica 4.0 e l’area District 4.0, che con demo funzionanti e casi applicativi illustra le potenzialità delle soluzioni di Digital&Software, Robotica e Meccatronica, Additive Manufacturing. A queste aree tematiche, già consolidate, se ne aggiunge una nuova, che vuole offrire al visitatore un percorso dimostrativo sulle soluzioni più innovative e sostenibili. L’automazione che avanza ed evolve si trasforma per rispondere alle esigenze odierne dell’industria manifatturiera. Un percorso che consentirà al visitatore di soffermarsi sui temi della Sostenibilità, Circolarità e Flessibilità. L’area “Sustainable Innovation” valorizzerà il ruolo delle smart production solutions con le tre principali accezioni: Automazione al centro della sostenibilità, Digitale come tecnologia a supporto della sostenibilità, Tecnologie emergenti per la sostenibilità. La tematica sarà centrale nella tavola rotonda inaugurale, nei convegni

scientifici e nel palinsesto convegnistico insieme a 5G, additive manufacturing, cyber security e metaverso industriale. Per favorire e migliorare l’esperienza del visitatore rispetto all’offerta saranno disponibili sulla app ufficiale della fiera dei percorsi che aiuteranno ad orientarsi creando un itinerario ad hoc basato su settori di applicazioni o tecnologie abilitanti di interesse. Un percorso Sostenibilità sarà inoltre dedicato alle soluzioni di automazione e digitale più sostenibili esposte in tutto il quartiere.Insieme al Comitato Scientifico, SPS Italia promuove una nuova iniziativa, volta a identificare i bisogni delle realtà imprenditoriali italiane in termini di tecnologia. Position Paper è il documento che verrà redatto con lo scopo di definire obiettivi specifici utili a favorire concretamente un cambio di paradigma tecnologico. L’esperienza del comitato scientifico, nelle varie aree industriali in cui opera quotidianamente, lo ha spinto ad una

necessaria riflessione su come collegare i bisogni aziendali, influenzati da nuovi fattori in continua evoluzione (supply chain, resiliance, sustainability). L’importanza è di prendere posizione in questo ambito. Evidenziare come la strategia di automazione, più che l’implementazione di singole tecnologie innovative, possa essere la strada giusta da percorrere per rispondere alle mutate necessità industriali. Prendere posizione è fondamentale: il cambio di paradigma porta anche a valutare con lenti nuove i modelli organizzativi e gli standard da adottare.Prosegue il programma Educational della manifestazione che coinvolge università, aziende, studenti, professori e istituti tecnici da tutta l’Italia con programmi mirati e attività prima, durante e dopo la fiera. Inoltre, con il Ministero dell’Istruzione, le aziende e gli attori della filiera più sensibili rispetto alla corretta formazione delle nuove risorse per il settore manifatturiero, SPS Italia si impegna a redigere un Manifesto delle Competenze volto a definire le skills necessarie per entrare nel mondo del lavoro. Ci sarà l’area Job Opportunity, ulteriormente ampliata, dedicato ad upskilling e reskilling. Sarà possibile trovare corsi e posizioni aperte in azienda, possibilità di aggiornamento e potenziamento della propria job position o acquisizione di nuove competenze. 

4 SPS italia 2023 sostenibilita’, innovazione e competenze per l’industria

NEWS

8 I robot ABB aiutano a combattere il Covid

9 SEWstainability l’incontro tra diversità e inclusione

FIERE

10 Soluzioni per un’industria interconnessa e a impatto climatico 0

14 A&T Torino si candida come fiera nazionale su intelligenza artificiale applicata all’industria

17 Il mondo del laser protagonista a Lamiera 2023

TECNOLOGIE

18 Biomateriali e nanobiotecnologie per la salute

22 Auto ID – quo vadis?

RICERCA

26 Digital Smart Fluidics Fluidica intelligente per le scienze della vita

MEDICALE & HEALTHCARE

30 Stampa 3d la produzione arriva in clinica

32 Formare i cardiochirurghi di domani con la stampa 3D

34 Flessibilità al servizio dell’implantologia biomedicale

36 Stampa 3D del metallo a servizio del settore dentale

38 “Monster Mike” Schulz, una macchina per vincere

40 Letizia una missione speciale

42 Prodotti e sistemi medicali studiati per la ricerca e la neurochirurgia

46 Product News

n. 1 Marzo 2023

www.innovareweb.it

Redazione Direttore Responsabile

Giorgio Albonetti

Coordinamento Editoriale Area Industry

Marco Tenaglia –marco.tenaglia@quine.it – cel. 3298490024

Direttore tecnico

Carlo Marchisio

Segreteria di Redazione

Cristina Gualdoni

cristina.gualdoni@quine.it – cel. 3477623887

Hanno collaborato a questo numero

Mario Gargantini, Patrizia Ricci, Chiara Tagliaferri

Pubblicità Ufficio Traffico

Elena Genitoni e.genitoni@lswr.it – tel. 0289293962

Servizio abbonamenti abbonamenti.quine@lswr.it

Abbonamento annuale € 25

Costo copia singola € 7,07 (presso l’editore)

Produzione Antonio Iovene | Procurement Specialist a.iovene@lswr.it | Cell. 349.1811231

Grafica e Fotolito Fabio Castiglioni

Stampa Aziende Grafiche Printing Srl Peschiera Borromeo (MI)

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Testata associata

I ROBOT ABB AIUTANO A COMBATTERE IL COVID

ABB Robotics ha sviluppato, in collaborazione con l’University of Texas Medical Branch (UTMB), un sistema di analisi automatizzata degli anticorpi neutralizzanti che rappresenta il metodo più efficace per determinare l’immunità di un individuo ai vari ceppi di COVID

Sviluppato da ABB Robotics, Life Sciences and Healthcare Lab, con sede presso il Texas Medical Center Campus di Houston - Texas, il sistema aumenta sensibilmente il volume di test sugli anticorpi neutralizzanti eseguiti, passando da 15 a oltre 1.000 al giorno. Con un numero maggiore di persone valutate per l’immunità contro i diversi ceppi del virus COVID, il sistema automatizzato aiuterà i ricercatori dell’UTMB a comprendere meglio l’efficacia dei vaccini COVID.

La continua mutazione del virus COVID dalla sua prima comparsa alla fine del 2019 ha rappresentato una sfida notevole sia per i ricercatori che per i governi, alla ricerca di modi per controllarne e limitarne la diffusione. Sebbene siano state sviluppate numerose vaccinazioni, la rapida mutazione del virus rende più difficile trovare la protezione più efficace contro le singole varianti.

“La capacità di eseguire un maggior numero di test giornalieri è la chiave per generare più dati riguardanti i profili di immunità individuali utili a controllare l’ulteriore diffusione del virus”, ha dichiarato il dottor Michael Laposata, professore e presidente del dipartimento di Patologia dell’UTMB.

“Aumentando la rapidità di esecuzione dei test ed evitando che un gran numero di personale di laboratorio sia esposto al potenziale rischio di infezione dei test manuali, il sistema automatizzato che abbiamo sviluppato con ABB rappresenta un strumento accurato, veloce, flessibile e sicuro per raggiungere i nostri obiettivi”.

L’obiettivo del test automatizzato degli anticorpi neutralizzanti è quello di individuare con precisione un anticorpo neutralizzante della SARS-CoV-2 senza reazioni incrociate con altre infezioni, facendo di questo test un gold standard per gli esami sierologici COVID-19. I dati ottenuti possono essere utilizzati sia dalla persona testata sia dai ricercatori per comprendere meglio l’immunità da vaccinazione o da infezione. I dati informeranno anche le decisioni dei politici locali su come ridurre al minimo il rischio di ulteriori infezioni, come ad esempio evitare i punti caldi del virus.

“Questo progetto è un chiaro esempio di come la robotica possa aumentare la rapidità e l’efficienza, garantendo al contempo un lavoro più sicuro per i ricercatori coinvolti”, ha dichiarato Daniel Navarro, Managing Director di Consumer Segments and Service Robotics di ABB. Lavorando a stretto contatto con l’UTMB, stiamo combinando le nostre competenze in materia di biologia, procedure di laboratorio, automazione e software per sviluppare e implementare una soluzione robotizzata automatizzata che migliori e sviluppi in modo significativo la nostra risposta alla pandemia COVID”. Il test automatico di neutralizzazione degli anticorpi è stato sviluppato utilizzando il software di programmazione offline RobotStudio®, in grado di progettare, riprodurre e testare diverse combinazioni di attrezzature e posizionamento dei robot al fine di sviluppare il sistema di lavoro più efficace. Grazie a questo processo, è stato possibile produrre un sistema funzionante, dalla fase di progettazione a quella operativa, in soli 18 mesi, riducendo notevolmente i tempi tipicamente necessari per un progetto di questo tipo.

“Quello che siamo riusciti a realizzare con questo progetto in un lasso di tempo così breve è straordinario: molte aziende di dimensioni considerevoli impiegano diversi anni per creare soluzioni come quella che abbiamo sviluppato noi in una frazione di tempo”, ha dichiarato Juan Garcia, responsabile della divisione Laboratory Services dell’UTMB. Nessuno dei risultati ottenuti sarebbe stato possibile senza ABB o senza le altre parti coinvolte in questo progetto”. Dalla progettazione e simulazione di un modello funzionante tramite il software RobotStudio® fino alla consegna delle celle di prova automatizzate che sono ora in uso nel nostro laboratorio, questa è la più grande esperienza di collaborazione a cui ho assistito in 35 anni di attività», ha detto Laposata. Un ulteriore vantaggio del sistema automatizzato è la sua capacità di essere utilizzato per altri tipi di test sui virus. Questo progetto è solo uno tra i tanti in tutto il mondo in cui i robot ABB vengono utilizzati per trovare soluzioni per la protezione contro il COVID.

SEWSTAINABILITY L’INCONTRO TRA DIVERSITÀ E INCLUSIONE

In linea con i propri obiettivi di social responsibility, SEW-EURODRIVE è impegnata attivamente in progetti a sostegno dell’istruzione di qualità, dell’inclusione e della parità di genere. Lo scorso 15 febbraio, l’azienda ha ospitato gli studenti del Master of Science in Innovation and Technology Management della Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano e a marzo ospiterà le studentesse di due scuole secondarie di primo grado della provincia di Milano nell’ambito del progetto “Girls Code It Better”

Incentivare una crescita economica duratura, inclusiva e sostenibile, ricca di pari opportunità e attenta al rispetto di ciascun individuo: donne, uomini, giovani e persone con disabilità, è questo lo scopo finale degli obiettivi che SEW-EURODRIVE intende perseguire per costruire un futuro sostenibile.

La responsabilità sociale dell’azienda parte, infatti, proprio dall’intenzione di creare un contesto creativo, di fiducia e di crescita delle persone per contribuire al progresso sostenibile dell’ecosistema sociale, ambientale ed economico.

Fin dall’inizio del percorso di Diversity & Inclusion, SEWEURODRIVE ha considerato prioritario l’impegno nei confronti dell’orientamento e della formazione. L’obiettivo è quello di favorire uno sviluppo paritetico e sostenibile del tessuto sociale, in ambito formativo e lavorativo, rinnovando quotidianamente il proprio impegno. Ciò comporta vantaggi sia per l’azienda che per le persone, che possono esprimere le proprie competenze e realizzare il loro pieno potenziale in SEW-EURODRIVE, supportando gli obiettivi strategici dell’azienda.

Questo percorso passa anche attraverso i giovani. In tale ambito SEWEURODRIVE Italia conferma il proprio impegno offrendo testimonianze e formazione professionale, ma anche investendo in progetti di stage con Istituti Scolastici e con le Università, sostenendo inoltre percorsi di aggiornamento per tutti i professionisti a vari livelli aziendali e percorsi di orientamento all’interno del proprio Smart Assembly Plant di Solaro. Oltre ai progetti formativi in collaborazione con università ed istituti scolastici, SEW-EURODRIVE Italia partecipa attivamente ad iniziative e progetti volti a sostenere il livello di responsabilità sociale ed ambientale.

Coerentemente con questo indirizzo, SEW-EURODRIVE ha iniziato il 2023 con varie iniziative a sostegno dell’istruzione di qualità, ospitando, lo scorso 15 febbraio, gli studenti del Master of Science in Innovation and Technology Management della Università Cattolica del Sacro Cuore di Milano, un master internazionale di primo livello che offre

agli studenti una formazione completa volta a stimolare la creazione di modelli di business innovativi e soluzioni sempre più performanti e sostenibili. Oltre a guidare gli studenti alla scoperta dei principi e delle soluzioni Green e Lean presenti all’interno dello stabilimento produttivo, condividendo il know-how dell’azienda per fornire una risposta alle dinamiche di cambiamento industriale, la visita è stata un’occasione per contribuire a generare opportunità di apprendimento continuo per tutti.

Inoltre, proprio per favorire il superamento di stereotipi e per promuovere le materie STEM, SEW- EURODRIVE Italia continua a sostenere il progetto Girls Code It Better, l’iniziativa di orientamento e formazione, a cura di Officina Futuro Fondazione W Group, nata per avvicinare sempre di più il mondo femminile alla tecnologia.

Nel tentativo di abbattere i pregiudizi culturali sulla diversità di genere, l’azienda ospiterà nel mese di marzo le studentesse di due scuole secondarie di primo grado della provincia di Milano, con l’intento di avvicinare in maniera creativa e divertente le ragazze ai linguaggi ed alle nuove competenze digitali, in modo tale da incoraggiarle a intraprendere percorsi di studio e di carriera scientifico-tecnologici o a potenziare la propria formazione con competenze oggi imprescindibili.

Gli obiettivi di social responsibility sono però rivolti anche verso il proprio personale aziendale. Infatti, SEW-EURODRIVE ha attivo un piano di Welfare volto a creare benessere in azienda e ha promosso sempre più lo smartworking, introdotto già dal 2017 con l’obiettivo di contribuire alla creazione di una cultura aziendale improntata sulla responsabilità diffusa e sulla trasparenza dei risultati: dall’autonomia al supporto anche da remoto, fino all’attenzione ai risultati sia aziendali che personali. SEW-EURODRIVE Italia ha scelto di assumere un ruolo attivo nella creazione di un futuro sostenibile, contribuendo al progresso e al benessere del sistema economico, sociale e ambientale, contemporaneamente.

di Cristina Gualdoni

SOLUZIONI PER UN’INDUSTRIA INTERCONNESSA E A

IMPATTO CLIMATICO ZERO

L’elenco delle sfide che l’industria deve affrontare è lungo: cambiamento climatico, carenza energetica, catene di approvvigionamento interrotte, mancanza di personale qualificato. La soluzione a queste sfide è un impiego mirato delle tecnologie, che però richiede allo stesso tempo anche corretti interventi governativi di politica economica. Di questo si parlerà ad Hannover Messe 2023

"Produzione a zero emissioni di CO2, intelligenza artificiale, tecnologie dell’idrogeno, gestione energetica e Industria 4.0 – sono questi i temi trasversali di HANNOVER MESSE 2023”, dice Jochen Köckler, CEO di Deutsche Messe. "Solo con l’interazione di queste tecnologie sarà possibile garantire il mantenimento del nostro benessere e contemporaneamente fare un passo avanti nella tutela climatica”. Nella cornice della fiera

leader mondiale delle tecnologie industriali, circa 4.000 aziende dell’industria meccanica, elettronica ed elettrotecnica, digitale ed energetica presenteranno soluzioni per la produzione e l’approvvigionamento energetico del futuro.

"HANNOVER MESSE presenterà proposte di soluzione per ognuna delle sfide globali del nostro tempo”, dice Köckler: dalla digitalizzazione e automatizzazione

di processi produttivi complessi all’impiego dell’idrogeno per l’approvvigionamento energetico delle fabbriche, all’utilizzo di software per la rilevazione e riduzione dell’impronta di carbonio.

Tra le aziende espositrici figurano multinazionali tech come Amazon Web Services, Microsoft, Google, SAP, Siemens, Bosch, NOKIA, ServiceNow o Schneider Electric, ma anche leader tecnologici di media dimensione quali Beckhoff, Festo, Harting, ifm, Pepperl+Fuchs, Phoenix Contact, Rittal o SEW. La partecipazione di famosi istituti di ricerca come il Fraunhofer o il KIT (Istituto di tecnologia di Karlsruhe) e di oltre 300 startup fa prevedere inoltre che saranno presentati tecnologie di punta e modelli di business completamente nuovi.

HANNOVER MESSE sarà inaugurata dal Cancelliere

Federale Olaf Scholz e dal Premier indonesiano Joko Widodo. Paese Partner dell’edizione di quest’anno della fiera industriale è infatti l’Indonesia.

Paese Partner Indonesia

Paese Partner di HANNOVER MESSE 2023 è l’Indonesia, la maggiore potenza economica dell’area ASEAN, che si presenta all’insegna dello slogan "Making Indonesia 4.0”. Il Paese aspira ad essere entro il 2030 una delle dieci maggiori economie mondiali. Ci si aspetta che entro allora la percentuale delle rinnovabili sulla produzione totale di energia elettrica sia pari al 51,6 per cento. Il Paese emergente si propone ad HANNOVER MESSE come partner affidabile per aziende di tutto il mondo.

Industria 4.0 e Manufacturing X

Per poter valorizzare il pieno potenziale di Industria 4.0, c’è bisogno di dati. Di molti dati, ai quali possano accedere tutte le aziende coinvolte nella catena del valore. Al riguardo dovrebbe fornire aiuto un nuovo ecosistema dati interconnesso: il Manufacturing X.

Questa visione di una piattaforma dati sovrana e sicura è promossa tra l’altro dall’Associazione federale dell’industria tedesca (BDI), dall’Associazione tedesca dell’industria meccanica e impiantistica (VDMA) e dall’Associazione tedesca dell’industria elettronica ed elettrotecnica (ZVEI). Ad HANNOVER MESSE si faranno i primi passi per l‘implementazione di Manufacturing X in stretta collaborazione con il Ministero federale dell’economia e della protezione climatica (BMWK).

Al riguardo Köckler afferma: "L’obiettivo è mantenere l’indipendenza delle aziende, che non devono perdere l’accesso all’interfaccia utente ma hanno anche bisogno di sfruttare il potenziale dell’economia delle piattaforme”.

ChatGPT anche per l’industria?

L’Intelligenza Artificiale (IA) ha un ruolo sempre più importante nell’industria. Oltre che per l’ottimizzazione dei processi, infatti, l’industria manifatturiera ne fa sempre più impiego anche per la simulazione e lo sviluppo dei prodotti.

Anche la cosiddetta Intelligenza Artificiale generativa si fa strada nell’industria. Sistemi come il ChatGPT, che genera programmi di dialogo utilizzando il linguaggio naturale, o il DALL-E, che genera immagini da descrizioni testuali, possono supportare già oggi produzione di testi, programmazione e design. "È pienamente immaginabile che in futuro l’intelligenza artificiale progetti una macchina e l’uomo si limiti a dover intervenire solo per gli adattamenti necessari al funzionamento reale. Questo consentirà di risparmiare tempo e, considerata la generale carenza di personale qualificato, assicurerà anche un considerevole potenziale”, dice Köckler. HANNOVER

MESSE propone una ricca offerta in tema di IA: tour guidati per i visitatori, forum, presentazioni di tool di IA e casi d’uso di espositori.

Rendere visibili i flussi e il consumo di energia

L’interazione tra software e macchine genera notevoli

potenziali di risparmio energetico. Le soluzioni di "Smart Energy Monitoring” proposte dagli espositori di HANNOVER MESSE segnalano il consumo di energia delle macchine e aiutano a ottimizzarlo e a ridurre l’impronta di carbonio.

"La maggior parte degli utenti dell’industria non è consapevole delle numerose forme nascoste di consumo”, spiega KöckIer. In molte fabbriche è ancora normale che pompe, ventilatori, compressori o macchine montino motori non regolati, ma senza una tecnologia di controllo intelligente, e senza l’interazione tra elettrotecnica e IT, è praticamente impossibile ottenere una maggiore efficienza.

Dice ancora Köckler: "L’industria consuma circa il 45 per cento della corrente distribuita in Germania. Le soluzioni proposte dalle aziende espositrici possono dare un importante contributo a una maggiore efficienza energetica in ambito produttivo”.

Tutti parlano di idrogeno verde. E l’industria intende farne uso per superare la sua dipendenza dai combustibili fossili e ridurre le emissioni di CO2. Il Ministero Federale dell’economia e della protezione climatica definisce l’idrogeno una portante chiave di energia e lo ritiene essenziale per la riuscita a lungo termine della svolta energetica e della tutela climatica.

Ci sono però delle sfide da affrontare. Produrre idrogeno è impegnativo e costoso. Occorre ancora risolvere problemi di disponibilità, di trasporto e stoccaggio di grandi quantità.

Köckler afferma: "In fiera più di 500 aziende presenteranno soluzioni per l’impiego dell’idrogeno nell’industria. Questo fa di Hannover la più grande e più importante

HANNOVER MESSE settori espositivi 2023

Tema conduttore "Industrial Transformation – Making the Difference”dell’edizione 2023 abbraccia i settori espositivi Automation, Motion & Drives; Digital Ecosystems; Energy Solutions; Engineered Parts & Solutions; Future Hub; Compressed Air & Vacuum; Global Business & Markets. Tra i suoi temi più importanti figurano produzione a zero emissioni di carbonio, Industria 4.0, sicurezza informatica, intelligenza artificiale e apprendimento automatico, economia circolare, logistica 4.0, idrogeno e celle a combustibile. Il programma espositivo è completato da conferenze e forum.

piattaforma mondiale in materia”.

Ad Hannover utenti dell’industria e decisori politici potranno avere una completa visione d’insieme del potenziale di questa portante energetica e capire quali misure è necessario prendere per andare verso un’industria basata sull’idrogeno.

Iniziativa per le nuove leve "Your Future”

Con l’iniziativa "Your Future”, rivolta alle nuove leve, HANNOVER MESSE ha sviluppato con i suoi partner una nuova formula che interpella in prima linea laureandi, studenti e giovani professionisti di entrambi i sessi. La fiera propone loro una piattaforma centrale per il dialogo e tour guidati agli stand di espositori interessati.

Congresso sulla carriera "WomenPower”

Il congresso sulle possibilità di carriera "WomenPower” è uno degli eventi di maggior successo dedicati al networking e al confronto per le donne interessate ai temi della diversità, delle prospettive professionali, della sostenibilità e di nuovi mondi del lavoro. Il congresso è organizzato ogni anno nell’ambito di HANNOVER MESSE e si rivolge principalmente a partecipanti legate alle discipline STEM (Scienza, Tecnologia, Ingegneria e Matematica). Lo slogan di quest’anno è "Celebrate Diversity”.

Oltre a un programma di conferenze, tavole rotonde e workshop, WomenPower offre ad aziende, associazioni, reti, organizzazioni e formatori la possibilità di informarsi, sul parallelo fronte espositivo, su prospettive di carriera e di studio, su offerte di coaching e di mentoring, e su altri temi e tendenze di politica del lavoro. 

A&T TORINO SI CANDIDA COME FIERA NAZIONALE SU INTELLIGENZA ARTIFICIALE APPLICATA ALL’INDUSTRIA

Con questo messaggio si chiude la 17° edizione della Fiera che ha superato, rispetto all’edizione 2022, il numero di visitatori unici

Fare sistema tra tutti gli stakeholder di territorio e considerare la Fiera A&T un reale e concreto strumento di marketing territoriale per attrarre in Piemonte imprese e stakeholder da tutta Italia e dall’estero. Questo è il messaggio che nei tre giorni di manifestazione è stato maggiormente evocato e rimarcato dalle Istituzioni, locali e nazionali.

Sono stati oltre 17 mila i visitatori giunti all’Oval Lingotto per conoscere le ultime novità tecnologiche dedicate alle aziende manifatturiere, in particolare per le filiere auto-

motive, aerospace e meccatronica, e per assistere agli oltre 80 appuntamenti programmati tra grandi eventi, convegni, tavole rotonde e i workshop, rendendo così A&T sempre di più la fiera di riferimento nazionale sull’intelligenza artificiale applicata all’industria.

Un messaggio, quello di fare sistema e di puntare su innovazioni sostenibili applicate all’AI, che ha anche contraddistinto il progetto selezionato dal Comitato Scientifico Industriale di A&T che si è aggiudicato il Premio Innovazione 4.0 per l’edizione 2023. Stiamo parlando di

di Cristina Gualdoni

OmniAGV 4.0, un veicolo intelligente, a movimentazione autonoma e omnidirezionale, in grado di trasportare oggetti e materiali molto pesanti in ambienti critici e ristretti, garantendo adattabilità e navigazione autonoma grazie a tecnologie di mobilità e di sostituzione automatica della batteria. OmniAGV 4.0 è stato sviluppato grazie a un partenariato pubblico-privato di eccellenze tecnico scientifiche del territorio pugliese tra cui Code Architects Automation Srl, Bosch Tecnologie Diesel SpA, Politecnico di Bari, Università del Salento, CNR, Prospettive Hi-Tech Srl e Cetma (in qualità di consulenti) che lavorando in stretta sinergia intra-territoriale, si sono aggiudicate un bando di ricerca, Innonetwork, cofinanziato dalla Regione Puglia.

“Siamo venuti a conoscenza di una esigenza di logistica molto specifica e stringente dello stabilimento Bosch Tecnologie Diesel di Bari: le consegne on demand di carrelli gravemente caricati e dalle ridotte dimensioni dovevano conciliarsi con la logistica già in uso. Abbiamo pertanto cercato di rispondere a questa necessità facendo sistema e realizzando in poco tempo, insieme a diversi partner, un prodotto dalle elevate prestazioni tecnologiche, sicuro e sostenibile. Così è nato OmniAGV 4.0. Siamo molto contenti di essere stati scelti come progetto vincitore del Premio Innovazione 4.0 di A&T, è un riconoscimento che va condiviso con tutti coloro che hanno collaborato in modo veloce e fattivo nel rispondere ad una reale esigenza industriale di cui il mercato ancora non era riuscita a dare risposta” ha commentato ritirando il Premio Christian Giuseppe Sette, progettista di Code Architects Automation, azienda di Matera che sviluppa prodotti e servizi per l’automazione industriale avanzata. Il Comitato Scientifico e Industriale di A&T, nell’ambito del comparto affidabilità, ha voluto assegnare una menzione speciale al progetto Moliere: MultipurpOse fLexible hIgh rEsolution stRain sEnsor, presentato dall’azienda Bonfiglioli Srl, caratterizzato da un sensore industriale dotato di una soluzione innovativa alla diagnostica predittiva, capace di misurare la vita residua dei componenti e dei sistemi nelle reali condizioni di lavoro della macchina.

Entrambi i progetti hanno ricevuto come riconoscimento un voucher del valore di 5mila euro da utilizzare per esporre in una delle prossime edizioni della Fiera A&T. Al vincitore del Premio Innovazione 4.0 è stato inoltre consegnato un oggetto iconico creato per l’occasione da Beckhoff Automation Italia che ha scelto per la realizzazione in stampa 3D un materiale al 100% biodegradabile prodotta da risorse rinnovabili ad impatto zero.

La cerimonia di consegna del Premio Innovazione 4.0 si è aperta con la presentazione da parte dei 9 finalisti dei loro progetti innovativi, soluzioni d’avanguardia focalizzati sulla digitalizzazione dei vari ambiti oggetto del Premio. Per la categoria aziende occorre ricordare il terzo finalista MARVIN presentato da Alessandro Scarciglia e Lorenzo Rocci di THALES ALENIA SPACE. Per la categoria Università Centri Ricerca sono stati apprezzati Underwa-

ter Optical Wireless Communication di Giulio Cossu, Scuola Superiore Sant’Anna; Enigma di G. M. Farinella, A. Furnari, F. Ragusa, E. Ragusa, G. Sorbello, A. Lopes, L. Santo, M. Samarotto, B. Scarso, E. Scarso, Università di Catania; Al-DigiT di Stefania Fresca, Giorgio Gobat, Eleonora Bruschi, Silvia Pozzi, Andrea Manzoni, Politecnico di Milano. Le start up si sono distinte con i seguenti progetti: Sistema di abbattimento attivo del rumore per gli ambienti logistici e produttivi di Cosimo Barberi, Aleksandr Del Malandrino, Purilian; Teach by Examples to Machines di Giacomo Vissio, Enrico Beltramo, Mattia Antoniucci, Giacomo Ornati, INVENTIO.AI; Ditra Software di Armando Fossi, Monica Cugno, Flavio Santoni, Walter Felice Curti, Lelio Cacciapaglia Ditra Software. Al termine della premiazione il vincitore ha avuto l’occasione di partecipare a una tavola rotonda – L’innovazione come leva per la competitività delle PMI: il ruolo e il modello di utilizzo della ricerca applicata – con importanti protagonisti del mondo industriale, confrontandosi sui temi dell’innovazione e del rapporto tra mercato e ricerca applicata. L’incontro centrato sullo sviluppo dei settori additive manufacturing, automazione e logistica, ha visto il coinvolgimento di Gabriele Rizzi General Manager BEAMIT, Vincenzo Tampellini Sales Manager Beckhoff, Giuseppe Dal Lago, Logistics Solutions Director di Toyota Material Handling Italia.

EMSi: tuta spaziale intraveicolare

L’edizione 2023 della Fiera Internazionale A&T, la più importante manifestazione industriale in ottica 4.0 del Nord-Ovest, ha visto transitare nei tre giorni oltre 17 mila persone. Sono state invece 400 le aziende espositrici e oltre 4000 le tecnologie presentate e testate dal pubblico che ha potuto anche fruire di un programma ricco di appuntamenti e di opportunità di business focalizzati sulle aziende manifatturiere, con attenzione particolare su tre filiere di

riferimento: automotive, aerospace e meccatronica. Oltre a 3 grandi eventi – cerimonia di apertura, innovazione e aerospace, Premio Innovazione 4.0 – i visitatori hanno potuto seguire 8 convegni, 14 tavole rotonde, 55 workshop specialistici. I media e i giornalisti accreditati e transitati da mercoledì a venerdì sono stati oltre 70.

Molto apprezzata dal grande pubblico la novità del 2023: lo STARTUP VILLAGE che ha ospitato oltre 25 startup innovative, provenienti da tutta Italia, legate alle filiere aerospace, meccatronica, automotive, biomedicale, agrifood e packaging. Un importante plus per i visitatori industriali che hanno avuto l’opportunità di scoprire progetti d’innovazione e valutare opportunità di business e partnership. Il progetto è frutto di una collaborazione tra A&T, InnovUp, gli incubatori C.NEXT e I3P e gli acceleratori Intesa Sanpaolo Innovation Center, Takeoff Accelerator e Moto Valley Accelerator, con il supporto dell’Unione Industriali di Torino.

La 17°edizione di A&T Torino ha ancora una volta messo al centro della propria proposta fieristica le tecnologie innovative coniugate al trasferimento della conoscenza e dell’esperienza industriale, un modello di condivisione contenutistica che ha consentito ai visitatori di comprendere l’uso e l’applicazione di macchine, soluzioni e progettualità dal carattere innovativo in riferimento ai bisogni specifici di ogni singolo imprenditore.

Il vero valore aggiunto della manifestazione è la capacità intrinseca di essere un perfetto connettore tra i distretti industriali e i territori, aprendo alla contaminazione e alla condivisione di buone pratiche tecnologiche unite all’e-

sperienza e alla tradizione del saper fare. Un modello di integrazione che ha compattato tutti gli stakeholder piemontesi pronti a collaborare insieme alle Istituzioni locali per offrire al Piemonte, attraverso la Fiera, una grande opportunità: quella di essere un riferimento nazionale rispetto all’innovazione, alle competenze, alla digitalizzazione e all’affidabilità 4.0. Gli obiettivi sono aprirsi e fare sistema: in questa direzione A&T ha scelto di raddoppiare la propria offerta fieristica aprendosi al Nord-Est. Dal 25 al 27 Ottobre infatti si terrà, nel Polo Fieristico di Vicenza, A&T Vicenza, con il coinvolgimento delle tante eccellenze industriali appartenenti alle filiere dell’automazione, della meccatronica, dell’elettronica, dell’elettromeccanica e dell’occhialeria.

“L’edizione che sta terminando ha evidenziato in modo netto il desiderio delle PMI italiane di essere protagoniste della quinta rivoluzione industriale. I dati presentati il primo giorno, le tante tecnologie esposte, apprezzate e premiate, la volontà di agire come sistema, la volontà di crescere e di sperimentare sotto il segno della digitalizzazione, rappresentano un segnale molto positivo per il nostro Paese. Ora serve accelerare, lavorando compatti e cercando di aiutare, ciascuno nel proprio ruolo, il mondo impresa a collocarsi in una posizione di primissimo piano sui mercati globali, puntando sulla trasformazione tecnologica, sulla sostenibilità e sull’Intelligenza Artificiale applicata a tutti i processi industriali. Come A&T raccogliamo questi importanti stimoli e senza perdere tempo inizieremo a definire le prossime edizioni” ha dichiarato il CEO di A&T, Luciano Malgaroli. 

IL MONDO DEL LASER PROTAGONISTA A LAMIERA 2023

Mancano ormai poco più di due mesi all’apertura di LAMIERA, la manifestazione internazionale dedicata alle macchine per la deformazione e il taglio della lamiera e alle tecnologie ad esse connesse, in programma dal 10 al 13 maggio 2023 a fieramilano Rho.

Nei padiglioni, particolarmente interessante sarà la proposta di tecnologie dedicate al taglio della lamiera. Da sempre protagonista della manifestazione promossa da UCIMUSISTEMI PER PRODURRE e organizzata da CEU-CENTRO ESPOSIZIONI UCIMU, il mondo del laser sarà rappresentato da oltre 40 imprese, espressione della migliore produzione internazionale.

Oltre alle tecnologie per il taglio laser, plasma e termico, per lamiere, barre, profilati e tubi, LAMIERA proporrà una esaustiva offerta di sorgenti, prodotti consumabili e macchine, garantendo così agli operatori presenti in mostra una completa ed esaustiva panoramica sul segmento del laser le cui applicazioni sono sempre più diffuse.

Adh Italia, Alpemac, Amada Italia, Baykal Makina, Blm Group, Bodor, Comaf, Cutlite Penta, Cy-Laser, Dne Global, Eagle, Ermaksan, Ficep, Gweike Tech, Hpm

High Performance Machinery, Hsg Laser, Hymson Italy, Kjellberg , Lag Machinery, Laserbergtech, Laser Plasma Systems, Laser Veronese, Laserisse, Le Macchine di Luca, L-Peak, Lvd, Mazak, Messer Cutting Systems, Mitsubishi Electric, Muratec, Optoprim, Prima Industrie, Prima Power, Salvagnini, Sei, Soitaab Impianti, Tecoi, Thermacut, Vd Industrial Equipments, Warcom, Zinetti Technologies/Schiavi Macchine International sono le aziende che hanno già aderito a LAMIERA che, ancora una volta, si

distingue per la piena rappresentatività di questo segmento produttivo. D’altra parte, l’esclusività di LAMIERA, unico appuntamento espositivo in Italia specificatamente dedicato al comparto, e il ruolo di primo piano che l’industria italiana delle tecnologie per la deformazione riveste su scala internazionale, ove occupa i vertici delle graduatorie di produzione, export e consumo, contribuiscono al consolidamento dell’appeal di questo evento, di edizione in edizione, presso gli operatori del manifatturiero mondiale.

Alfredo Mariotti, direttore generale di UCIMU-SISTEMI PER PRODURRE: “in occasione di questa edizione - che arriva ad un anno di distanza dalla precedente, per poter tornare al suo tradizionale posizionamento nel calendario espositivo, vale a dire negli anni dispari - sono numerose le adesioni da parte di aziende che non avevano mai partecipato prima. Tra queste vi sono anche espositori turchi e cinesi, segno che il settore della deformazione è in pieno movimento e che l’Italia è una piazza interessante per gli operatori del comparto di tutto il mondo”.

A completamento dell’offerta in mostra, LAMIERA proporrà il tradizionale appuntamento con LAMIALAMIERA, l’arena allestita all’interno del padiglione 13, che ospiterà conferenze, convegni e incontri di approfondimento culturale e tematico. Tra i temi trattati, particolare attenzione sarà riservata al taglio laser, plasma e termico e alle molteplici e variegate applicazioni che saranno illustrate (anche) dagli espositori presenti.

Informazioni aggiornate su LAMIERA e preregistrazione, attiva da marzo, su lamiera.net.

Oltre 40 le imprese presenti e la manifestazione va verso il tutto esaurito con 300 espositori

BIOMATERIALI E NANOBIOTECNOLOGIE PER LA SALUTE

La ricerca biomedica sta facendo grandi passi fornendo strumenti, metodi e sistemi adeguati a una medicina che sarà sempre più di precisione e personallizzata. L’approccio fortemente interdisciplinare favorisce lo sviluppo di dispositivi e sistemi diagnostici e terapeutici basati su sensori, materiali, algoritmi e modelli decisamente innovativi. L’esperienza dell’Istituto di Fisiologia Clinica del CNR

C’

C’è molto fermento nel campo delle tecnologie per il biomedicale: sia in ambito industriale, col nascere di start up e con la diffusione di nuove tipologie di prodotti; sia a livello della ricerca, con la crescita di laboratori presso molte aziende e istituzioni pubbliche e private e con l’avvio di programmi nazionali e sovranazionali. Si parla sempre più di E-health, di nanotecnologie applicate alla salute, di modellistica, di medicina rigenerativa, di medical imaging, fino alle punte avanzate di Realtà Virtuale e Intelligenza Artificiale. Peraltro quello di “Salute e benessere” è uno dei 17 Obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile (Sustainable Development Goals, SDGs) dell’Agenda 2030, cioè del programma d’azione per le persone, il pianeta e la prosperità sottoscritto nel settembre 2015 dai governi dei 193 Paesi membri dell’ONU.

Anche il Programma nazionale per la ricerca 2021-2027 (PNR), emanato dal MIUR nel novembre 2020, colloca la Salute al primo posto tra i sei grandi ambiti di ricerca e innovazione per l’Italia. Tali ambiti - che utilizzano come schema di riferimento i sei i cluster di Horizon Europe, il Programma quadro europeo per la ricerca e l’innovazione 2021-2027 - sono declinati, a loro volta, nelle aree d’intervento che il MIUR ha individuato in coerenza con le specificità del contesto nazionale e con gli obiettivi fissati dalle Nazioni Unite entro il 2030, quali: ridurre la mortalità prematura soprattutto per le principali malattie non-

trasmissibili (malattie cardiovascolari e renali, dell’apparato digerente, endocrine, neurodegenerative, respiratorie croniche, cancro, diabete e obesità), ridurre le malattie mentali e ridurre le diseguaglianze. Vengono così indicati i temi principali di ricerca, come: promozione della salute, prevenzione primaria e secondaria delle patologie, identificazione di nuovi meccanismi molecolari, gestione dell’ageing society, garanzia per l’accesso alle migliori cure disponibili. “La ricerca biomedica si troverà di fronte a nuove sfide per consolidare, raffinare e rendere sostenibili obiettivi e traguardi, prima impensabili, basati sui più recenti avanzamenti tecnologici, quali, ad esempio, la terapia genica mirata alla sostituzione di geni malfunzionanti o mancanti; la diagnostica per immagini e molecolare per predire l’insorgenza di patologie; la medicina di precisione basata sulle nanotecnologie e su farmaci biologici ad alta specificità per bersagli cellulari e molecolari; la terapia rigenerativa personalizzata di cellule, tessuti e organi danneggiati irreversibilmente; nuovi dispositivi medici ad uso diagnostico, terapeutico, chirurgico o misto; senza dimenticare la necessità di accelerare lo sviluppo e la produzione in larga scala e ridurre i costi della messa in commercio di nuovi farmaci”.

Medicina rigenerativa

Una delle articolazioni nelle quali si sviluppa l’ambito di ricerca “Salute” del PNR è quello indicato come “Sviluppo di strategie per la sostituzione della funzione di organi e tessuti danneggiati”. Qui le priorità di ricerca coprono tre

di Mario Gargantini

aree.

In tema di medicina dei trapianti le priorità sono:

a) il trapianto di cellule ematopoietiche in pazienti oncologici dopo chemioterapia ad alte dosi e/o radioterapia;

b) l’allotrapianto di cellule ematopoietiche nel trattamento di leucemie, linfomi refrattari e mielomi;

c) il trapianto di organi solidi con possibile donazione vivente nel trattamento di tumori solidi, ad esempio trapianto di fegato per il trattamento di lesioni epatiche secondarie da carcinoma del colon-retto;

d) la prevenzione del rigetto e lo sviluppo della tolleranza al fine di ridurre i rigetti cronici degli organi trapiantati allungando la sopravvivenza degli innesti ed evitando i danni correlati all’immunosoppressione;

e) la prevenzione di altre complicanze post-trapianto, in

Microscopio elettronico per lo studio dei biomateriali

particolare infettive, oncologiche, cardiovascolari e renali, principalmente correlate all’immunosoppressione al fine di allungare la sopravvivenza dei pazienti trapiantati, accanto alla definizione di endpoints di efficacia. Sarà opportuno effettuare uno screening nazionale genomico per identificare soggetti a rischio di trapianto.

In tema di medicina rigenerativa, lo sviluppo delle terapie cellulari, basate soprattutto sulle cellule staminali e, partendo dalle potenzialità di cura offerte dall’uso di cellule staminali, lo sviluppo di un processo automatizzato che produca il più elevato numero di cellule per implementare sistemi di cura avanzati. Tale obiettivo dovrà essere sostenuto da tre pilastri:

- lo studio di tecnologie robotiche per l’isolamento e la manipolazione cellulare;

Tecnologie

- la messa a punto di tecnologie robotizzate per l’espansione cellulare;

- la validazione delle nuove soluzioni attraverso l’esame di ambiti clinici che potranno beneficiare del nuovo processo di produzione e dei nuovi sistemi automatizzati per favorire la ricerca di nuove cure e per rendere fruibili le nuove cure in ospedale.

“La medicina rigenerativa è un’area di ricerca che richiede plurime competenze. Essa possiede in sé criticità e svantaggi e, al contempo, potenzialità e vantaggi. Per quanto attiene ai primi, essi sono fondamentalmente di quattro ordini: a) costi elevati degli studi di Tissue Engineering e Organ Transplantation; b) complessità strutturale di organi e tessuti umani; c) problematiche di natura etica; d) limitata shelf-life di prodotti derivanti da questi studi sperimentali. Per quanto riguarda, invece, gli elementi positivi, ne esistono almeno tre che dovrebbero spingere verso un potenziamento della filiera scientifica: a) impatto positivo sulla salute pubblica, fornendo soluzioni terapeutiche innovative per malattie a elevato impatto sociale ed economico; b) possibilità di rimpiazzare/complementare la tradizionale medicina dei trapianti, penalizzata da scarsità cronica di organi da donatori e dalle note problematicità di rigetto; c) ripercussioni positive sul piano economico, legate al miglioramento della qualità di vita e alla riduzione di patologie legate all’invecchiamento. Sebbene permangano perplessità sulla convenienza economica, sulle ricadute sociali e sull’efficienza sperimentale, i benefici che derivano dall’implementazione delle tecnologie di Tissue Engineering e Organ Transplantation sono destinati a cambiare profondamente gli scenari della ricerca biomedica”.

È interessante in questa direzione l’approccio e i programmi

che vengono sviluppati dall’IFC, Istituto di Fisiologia Clinica del CNR, la cui missione originale “apportare al sistema di sanità pubblica i progressi nella diagnosi e cura del malato derivati dalla ricerca scientifica, traendo dalla osservazione clinica i temi e obiettivi della ricerca”, consente di ridefinire la sigla IFC in “Innovazione Finalizzata alla Cura” che esprime più modernamente l’ottica traslazionale di “medicina personalizzata” attraverso: la promozione della salute e della qualità della vita; il monitoraggio e il controllo dei pazienti e dei cittadini più deboli; l’ottimizzazione degli interventi terapeutici, con la riduzione dei tempi di ospedalizzazione; la modellazione a vari livelli specifica per il paziente, con adeguati sistemi di supporto per la simulazione e la decisione; una maggiore attenzione sia ai pazienti che agli operatori sanitari; l’apertura di nuove frontiere nell’imaging multimodale e nell’impiego di nuovi biomateriali; la valutazione del rapporto rischio/beneficio dell’approccio diagnostico utilizzato, e la relativa appropriatezza, per migliorare le procedure diagnostiche e terapeutiche.

Nuovi biomateriali

Più in particolare, nell’area BioTecnoscience e Modellazione l’IFC ha tradizionalmente una forte competenza, che consente di condurre ricerche di punta nel campo dell’imaging multimodale, nello sviluppo e caratterizzazione di Biomateriali e nell’elettronica biomedicale. Compito dell’elettronica biomedicale è lo sviluppo di nuovi dispositivi, sia front-end che specializzati, per applicazioni nella ricerca medica e pre-clinica, compresi sensori indossabili; “le più recente tecnologie sviluppate con maggior successo includono un nuovo dispositivo brevettato per lo studio in vivo umano dell’endotelio arterioso in condizioni variabili

(fornito a un gran numero di laboratori europei), un sistema integrato per il monitoraggio cardiovascolare in condizioni estreme in immersioni di profondità, e un originale sistema di erogazione di ossido di azoto per il trattamento dell’ipertensione polmonare”.

La sinergica interazione tra diversi laboratori e l’approccio fortemente interdisciplinare favorisce lo sviluppo di dispositivi e sistemi diagnostici e terapeutici basati su sensori, materiali, algoritmi e modelli decisamente innovativi. La pluriennale esperienza acquisita da IFC nel campo dei sensori e biosensori e è stata recentemente indirizzata verso nuove applicazioni sia nel settore biomedico che in quello ambientale. Nel primo caso, oltre a classici sensori ottici e microgravimetrici, sono allo studio sistemi micromeccanici (BioMEMS) e nanosensori basati su nanotecnologie. In particolare il gruppo è coinvolto in un progetto di teranostica (NanoMax-Encoder) sullo sviluppo e la caratterizzazione di nanostrutture complesse per applicazioni terapeutiche, di sensing e di imaging nell’ipertrofia cardiaca patologica.

C’è poi la sezione di Tissue Engineering, focalizzata su tre tematiche principali.

Una riguarda il settore dei Biomateriali, con attività rivolta allo sviluppo e al testing di materiali biocompatibili per Tissue Engineering, con un focus particolare per la rigenerazione del tessuto molle e la rigenerazione nervosa. I materiali sono sia di origine sintetica (PCL, PEG) che naturale (gelatina, collagene), funzionalizzati per favorire l’adesione cellulare e i processi di crescita.

Un’altra attività è relativa ai Bioreattori, focalizzandosi sul test e l’utilizzo di sistemi di coltura dinamici capaci di simulare le interazioni metaboliche tra tipi cellulari diversi tra loro e l’effetto di stress meccanici e biochimici sulle colture medesime allo scopo di ricreare condizioni di vita fisiologiche e fisiopatologiche.

Infine il settore di VPH (Virtual Physiological Human) e Medicina Predittiva è centrato sullo sviluppo di sistemi in-silico per lo studio paziente-specifico dei processi meta-

bolici e degenerativi delle malattie cardiovascolari. Non trascurabile sono le prospettive dei Materiali Biomimetici e dei Modelli di Tessuti Biologici. Le attività in questo settore sono rivolte “allo sviluppo e alla validazione di modelli continui descriventi le caratteristiche di materiali (idrogeli) simili, per struttura, ai tessuti naturali. In particolare, è presa in considerazione l’elasticità connessa all’elettro-meccano-chimica, tipica dei tessuti naturali, che si sviluppa in conseguenza dell’architettura bi-fasica dei sistemi biologici. Questi sono infatti caratterizzati da una matrice solida porosa permeata nei suoi interstizi molecolari da una soluzione prevalentemente acquosa, spesso contenente ioni”.

Tramite tali modelli è possibile sviluppare tecniche per la caratterizzazione delle costanti “poroelastiche” di idrogeli, di repliche di tessuti naturali molli e di tessuti naturali stessi, nonché lo studio della propagazione di onde acustiche ad alta frequenza (ultrasuoni) nei sistemi biologici. La realizzazione di repliche tissutali permette l’analisi in-vitro del comportamento di sistemi biologici e la realizzazione di materiali per drug delivery o per attuatori pseudo-muscolari. Inoltre, tramite lo sviluppo di modelli acustici ultrasonori, è possibile mettere a punto tecniche per la valutazione non-invasiva della fisiologia di tessuti e organi (cirrosi epatica, fibrosi polmonare o insufficienza cardiaca legate alla comparsa delle comete polmonari) e la realizzazione di lenti acustiche per la focalizzazione di fasci ultrasonici. Tali lenti in gel possono avere applicazione sia nella stimolazione mirata di funzionalità biologiche di organi o tessuti, che nello sviluppo della “thermal therapy” per il trattamento di tumori. 

Il nuovo Ciclotrone 2.0, collocato all’interno del Laboratorio di Imaging BioMarker dell’IFP-CNR

AUTOID TECHNOLOGY – QUO VADIS?

I sistemi di identificazione automatica, come i lettori di codici 1D/2D e RFID, sono tecnologie collaudate e indispensabili per controllare i processi di produzione industriale e i flussi logistici della catena di fornitura. Allo stesso tempo, l’Industria 4.0 e l’IIoT hanno posto la digitalizzazione al centro del progresso dell’automazione. Quali requisiti saranno richiesti in futuro ai moderni sistemi di identificazione? Il lettore classico, che trasmette un codice tramite un’interfaccia seriale a un controllo, è diventato obsoleto?

IIl classico codice a barre come sistema di identificazione ottica è stato introdotto negli anni Settanta. Nel frattempo, diversi tipi di codice a barre sono in uso in tutto il mondo (ad esempio GS1-128, Data Matrix, QR Code, Aztec Code). Il codice a barre - ad esempio sotto forma di etichetta stampata - deve la sua semplicità d’uso, il suo

costo estremamente ridotto e la sua completa standardizzazione a livello mondiale alla sua importanza come mezzo di identificazione più importante al mondo. Il codice a barre è diventato il nostro compagno quotidiano, quasi inosservato, nel nostro ambiente personale, ma anche, naturalmente, nelle applicazioni industriali. L’identificazione a radiofrequenza (RFID) opera nella gamma delle radiofrequenze e utilizza l’interazione elettromagnetica tra i supporti di dati RFID, per lo

più passivi (i cosiddetti tag), e un’antenna che genera il campo elettromagnetico. Le prime applicazioni pratiche sono arrivate sul mercato alla fine degli anni ‘80 (ad esempio, l’immobilizzatore elettronico dei veicoli).

La tecnologia si è poi diffusa nei primi anni 2000 con la disponibilità di nuove gamme di frequenza (HF e UHF), quando sono stati introdotti i sistemi di carte contactless e le etichette RFID a basso costo, in particolare nel mercato della vendita al dettaglio, hanno aperto nuove possibilità per i processi logistici automatizzati.

Vantaggi della tecnologia RFID rispetto al codice a barre

I vantaggi dell’RFID rispetto al codice a barre sono evidenti: a differenza del codice a barre, l’RFID non richiede una linea visiva diretta tra il supporto dati e il lettore. E un altro punto spesso importante: Sul supporto dati RFID possono essere memorizzati dati aggiuntivi, in modo che, oltre a un codice individuale (il cosiddetto ID univoco o codice elettronico del prodotto (EPC)), a ogni oggetto possano essere assegnate informazioni aggiuntive, memorizzate a livello decentrato, sulle sue proprietà, sulla sua storia o sul suo stato attuale. Dopo molti anni di sviluppo tecnico mirato e con un’ampia esperienza in diversi settori industriali e applicazioni praticamente in tutti i processi di produzione industriale e nella catena di fornitura, la RFID si è trasformata in una tecnologia di identificazione consolidata e affidabile. I suoi vantaggi rispetto al codice a barre si manifestano ovunque le condizioni di applicazione e il calcolo dei costi-benefici consentano l’uso della RFID.

RFID contro codice a barre?

Oggi le due tecnologie convivono pacificamente, in particolare nelle applicazioni track-and-trace. Ad esempio nell’industria automobilistica, dove i processi di produzione devono essere costantemente monitorati e allo stesso tempo è necessario tenere d’occhio tutti i flussi di materiali necessari per la fornitura dei componenti. A ciò sono collegate ulteriori informazioni sullo stato delle macchine e dei sistemi, nonché il controllo dei cicli di container e la gestione del magazzino. Come “tecnologia abilitante”, sia i sistemi di identificazione ottica basati su laser o telecamere che i sistemi RFID danno

oggi un contributo importante all’automazione endtoend e alla tracciabilità dei processi. E non solo: Forniscono i dati di base per una mappa digitale del sistema produttivo, compresi tutti i componenti coinvolti e i processi logistici. Allo stesso tempo, l’evoluzione della produzione classica verso la “fabbrica intelligente”, la logistica e il “flusso di materiali intelligenti”, che è stata messa in moto dall’Industria 4.0 e dall’Industrial IoT, richiede l’adattamento dei sistemi AutoID consolidati ai requisiti avanzati dei sistemi digitali in rete in officina. Gli sviluppi necessari per raggiungere questo obiettivo riguardano la funzionalità, la capacità di comunicazione e le prestazioni dei sistemi AutoID.

Funzionalità

Un passo importante verso l’ottimizzazione dei sistemi AutoID rispetto alla digitalizzazione dei processi produttivi è il monitoraggio delle condizioni. Ciò richiede l’integrazione di sensori nei dispositivi AutoID. Questi sensori consentono il monitoraggio delle condizioni del lettore e forniscono informazioni cicliche sullo stato del dispositivo, avvertono di irregolarità nella qualità del processo di acquisizione e, tramite analisi a valle, consentono un intervento tempestivo o una manutenzione predittiva del sistema. L’integrazione di sensori esterni per determinare lo stato attuale contemporaneamente all’identificazione dell’oggetto e collegarlo all’ID

dell’oggetto memorizzato sul supporto dati offre inoltre un notevole vantaggio per l’ottimizzazione della trasparenza del processo. Operando come master IO-Link, un dispositivo AutoID può, ad esempio, raccogliere i dati da più sensori IO-Link installati nel luogo di lettura in modo molto semplice e - con un’adeguata dotazione hardware - inoltrarli a un sistema di controllo o addirittura pre-elaborarli nel dispositivo stesso utilizzando applicazioni software adeguate.

Capacità di comunicazione

La capacità di comunicazione dei sistemi AutoID è di fondamentale importanza perché è responsabile dello scambio di dati digitali sia a livello di controllo che con i sistemi amministrativi e di pianificazione di livello superiore. In genere, per il controllo dei processi in tempo reale si utilizzano da tempo interfacce fieldbus basate su Ethernet, come PROFINET o Ethernet/ IP. La necessità di combinare le procedure di identificazione dei processi con il monitoraggio degli stati operativi e dei dispositivi determinati simultaneamente aumenta le esigenze delle interfacce di comunicazione dei sistemi AutoID. In particolare, OPC UA, uno standard aperto per lo scambio di dati, è oggi sempre più utilizzato nei dispositivi AutoID di molti produttori di automazione. L’interconnessione dei dispositivi all’interno di una rete, da un lato, e la comunicazione con i sistemi di controllo e IT, dall’altro, attraverso le cosiddette OPC UA Companion Specifications, sono pos -

sibili indipendentemente dal produttore. Per i sistemi AutoID in particolare, dal 2019 esiste la OPC UA AutoID Companion Specification che fornisce modelli informativi per l’utilizzo di sistemi di identificazione ottica e RFID. La capacità dei sistemi AutoID di fungere da server OPC UA consente a tutti i sistemi coinvolti nel processo, ad esempio macchine, robot, carrelli industriali e sistemi di stoccaggio, di essere integrati in modo interoperabile in un sistema di produzione e intralogistica uniforme basato su OPC UA. Il flusso di materiale viene controllato in modo dinamico e flessibile in base ai dati degli ordini del piano di produzione e ai dati di processo più recenti ottenuti dal processo di identificazione (gli “eventi di lettura”) e agli stati operativi acquisiti simultaneamente.

Prestazioni

Come è generalmente noto, l’uso dei sistemi RFID nella gamma di frequenze UHF è soggetto a determinate restrizioni rispetto alle bande di frequenza autorizzate nelle regioni e nei paesi interessati. A questo proposito, soprattutto l’incompatibilità tra le norme dell’UE e le normative degli Stati Uniti costituisce un ostacolo all’utilizzo trasversale dei sistemi RFID da parte delle aziende e quindi alla completa messa in rete e alla trasparenza di una catena di fornitura. Per eliminare questo inconveniente, nel 2018 la Commissione europea ha deciso di rilasciare una cosiddetta

“banda superiore” da 915 a 921 MHz in aggiunta alla banda di frequenza esistente da 865 a 868 MHz. Oltre all’armonizzazione almeno parziale con la gamma di frequenze nordamericane, sono state migliorate anche la larghezza di banda dei canali di trasmissione e la potenza di trasmissione massima consentita, consentendo un aumento significativo dell’utilizzabilità di questa tecnologia, in particolare nei processi logistici. Un piccolo inconveniente: In Germania e in alcuni altri Paesi europei, la decisione di attuazione dell’UE non è stata finora applicata a causa delle restrizioni nazionali. Ciononostante, in tutta l’UE si può notare uno sviluppo positivo per quanto riguarda l’utilizzabilità funzionale dei sistemi RFID. Nei processi logistici, in particolare, si verificano spesso grandi quantità di dati, ad esempio se si utilizzano camion industriali per il trasporto di merci e si rileva un pallet carico di un gran numero di contenitori mentre passa attraverso un cancello RFID. Questi processi di identificazione vengono utilizzati per catturare e contabilizzare automaticamente i movimenti dei materiali, creando così una trasparenza completa sullo stato degli ordini e sulla disponibilità dei materiali. Per fornire a un sistema di gestione delle merci solo gli insiemi di dati essenziali e utilizzabili, l’uso di sistemi middleware adeguati su server esterni e IPC che filtrano, aggregano e valutano le spesso grandi quantità di dati grezzi provenienti dai lettori RFID e li inoltrano come eventi aziendali tra -

mite interfacce e protocolli di comunicazione compatibili con l’IT, si è dimostrato efficace per le applicazioni RFID. Le prestazioni hardware dei dispositivi AutoID sono già aumentate a tal punto che è possibile installare middleware o altre applicazioni software direttamente nel dispositivo, consentendo così la comunicazione diretta con i sistemi di controllo delle strutture e la comunicazione nel cloud, ad esempio tramite OPC UA o altri protocolli di rete come MQTT.

In sintesi

Le prestazioni dei sistemi AutoID sono destinate ad aumentare ulteriormente e, grazie alla moderna connettività di rete, sarà possibile sfruttarle per implementare casi d’uso individuali. Di conseguenza, in futuro l’AutoID svolgerà un ruolo ancora più cruciale nella digitalizzazione e nell’ottimizzazione della produzione industriale e dei processi intralogistici, anche in combinazione con altre tecnologie come RTLS (UWB) o 5G e 6G. I futuri sistemi di identificazione sono controllori intelligenti e interoperabili che supportano protocolli di comunicazione moderni e compatibili con Internet, acquisiscono e valutano i dati sensoriali e li rendono disponibili a molti client in una rete. L’installazione di app specifiche per il cliente nel dispositivo consente l’adattamento a casi d’uso individuali e offre quindi un ulteriore potenziale per l’ottimizzazione dei processi industriali. 

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di Fluid – o- Tech Srl; Andrea Mazzoleni, Martina Imarisio Neviani - AFIL

DIGITAL SMART FLUIDICS FLUIDICA INTELLIGENTE PER LE SCIENZE DELLA VITA

L’innovazione delle terapie infusionali per migliorare la qualità della vita dei pazienti e l’efficienza del sistema sanitario

DDSF (Digital Smart Fluidics) è un Progetto che ha previsto la realizzazione di una piattaforma fluidica standardizzata e abilitante, per lo sviluppo di dispositivi e apparecchiature biomedicali per infusione ospedaliera e domiciliare, che permette il superamento dei limiti tecnologici imposti dai dispositivi esistenti.

Questo Progetto, che ha avuto come capofila Fluido-Tech, insieme all’Università di Pavia, la Fondazione I.R.C.C.S. Policlinico San Matteo e le aziende MC2, Sidam e PRIMA Lab è stato promosso e sostenuto dalla

Call “Hub Ricerca e Innovazione” di Regione Lombardia del programma operativo regionale 2014-2020. Realizzato in 30 mesi, ha visto coinvolte più di 70 persone appartenenti a realtà eccellenti della ricerca e della produzione industriale italiana. Il Progetto si è concluso a settembre 2022, ricevendo inoltre il premio Lombardia Innovativa.

In Fluid-o-Tech, il progetto DSF si inserisce nell’unità di business “Health Tech”, applicazione dedicata al mondo healthcare. Un impegno e un percorso che partono da partnership di lungo periodo con i principali player del settore medicale (come i fornitori di apparecchi per dialisi), accelerati in questi anni grazie

Ricerca

all’ampliamento dell’offerta tecnologica dedicata al settore dei dispositivi medicali e delle scienze della vita, sia tramite sviluppi interni che attraverso investimenti dedicati in aziende già attive in questo campo in Italia, Germania ed Inghilterra. Focus le tecnologie abilitanti, per supportare le migliori aziende biomedicali al mondo, con prodotti e tecnologie in grado di rispondere alle nuove necessità espresse dal mercato e dagli end-user come, ad esempio, le terapie personalizzate, la diagnostica e la telemedicina.

L’innovazione proposta dal Progetto, mediante lo sviluppo di dispositivi per infusione ospedaliera e domiciliare, permette il superamento dello stato dell’arte delle apparecchiature biomedicali presenti sul mercato, ingombranti e costose, di complesso utilizzo e spesso non controllabili da remoto, favorendo un’assistenza clinica più precisa, personalizzata e tempestiva.

La piattaforma fluidica innovativa e di precisione nasce dallo sviluppo e dall’integrazione di tecnologie delle aziende partner del Progetto, consentendo così di realizzare dispositivi estremamente precisi ed affidabili, controllabili da remoto, totalmente silenziosi e con predisposizione per il monouso. In particolare, il controllo remoto favorisce la somministrazione di terapie parenterali ed enterali e il monitoraggio, non solo durante le pratiche cliniche ospedaliere, ma anche nei setting domiciliari, in diversi ambiti terapeutici/assistenziali come la degenza in reparto, la nutrizione artificiale, la chemioterapia, le terapie nella fase di palliazione e la rianimazione. Lo studio si è focalizzato infatti su queste quattro applicazioni specifiche ma ambisce ad essere pilota nella realizzazione di dispositivi in altre aree del biomedicale, accelerandone il processo di innovazione e le ricadute in campo sanitario e industriale attraverso l’aggregazione di altre imprese specialistiche del territorio lombardo.

Gli ambiti applicativi

I quattro principali ambiti applicativi del progetto sono la degenza in reparto e al domicilio, la nutrizione artificiale, la chemioterapia e le terapie nella fase di palliazione e rianimazione. È innovativo l’utilizzo di

una serie di tecnologie per il controllo e il dosaggio dei farmaci, a cui si aggiunge anche la gestione da remoto. Quest’ultima funzione permette di poter realizzare dispositivi che spostano la terapia dall’interno all’esterno degli ospedali, grazie all’uso di interfacce interattive e di dispositivi di uso comune, come uno smartphone, per lo scambio di dati. Questo si traduce nell’incremento della qualità della prestazione erogata, nella personalizzazione del trattamento e nella possibilità di erogarlo anche al domicilio, con la conseguente riduzione dei costi della sanità. I vantaggi sono quindi la precisione, il controllo da remoto, l’affidabilità, la sicurezza e un maggior comfort del paziente anche in caso di terapie di più ore.

Gli impatti del dispositivo digitale per le terapie infusionali personalizzate

Impatto sociale: maggiore accesso alle cure, diminuzione dei divari geografici, migliore usabilità dei dispositivi, riduzione disagi logistici dovuti agli spostamenti. Impatto terapeutico: personalizzazione delle terapie infusionali, miglioramento della qualità delle cure, riduzione degli errori e degli imprevisti, connessione dati con cartella clinica pazienti. Impatto economico: abilitazione assistenza domiciliare, nuovi modelli di business grazie a big data e IA, maggiore efficienza delle attività in reparto. 

AFIL – Associazione Fabbrica Intelligente Lombardia – è il cluster tecnologico per il manifatturiero avanzato ufficialmente riconosciuto da Regione Lombardia. Attraverso le Strategic Communities, ovvero gruppi di lavoro formati da grandi imprese, PMI, start-up, associazioni, università e centri di ricerca che lavorano su tematiche strategiche per il manifatturiero lombardo, AFIL accompagna i suoi associati in un percorso collaborativo di crescita attraverso incontri tematici, workshop, webinar, matchmaking, missioni internazionali, favorendo lo sviluppo di progettualità di filiera e promuovendo la R&I anche a livello interregionale.

Le Strategic Communities di AFIL ad oggi sono 5: De- and Remanufacturing for Circular Economy, Digital Transformation, Advanced Polymers, Additive Manufacturing e Secure and Sustainable Food Manufacturing.

Coloro che volessero ricevere maggiori informazioni sulle attività di AFIL sono pregati di scrivere ad andrea.mazzoleni@afil.it. Per associarsi ad AFIL visitare www.afil.it

Stampa 3D, la produzione arriva in clinica! clinica

Creazione di protesi e ortesi personalizzate, realizzazione di allineatori dentali, sino alla produzione di modelli in scala reale di organi, passando per dispositivi di protezione per il personale ospedaliero, come le mascherine contro il Covid-19: le opportunità di applicazione della manifattura additiva all’ambito medico e sanitario sono numerose

EElmec 3D, la divisione del Gruppo Elmec dedicata alla manifattura additiva, si occupa di fornitura di macchinari e materiali per la stampa 3D. Di più, nel sostanziare la mission di “abilitare il mercato all’additive”, offre il suo know-how nel campo attraverso l’erogazione di corsi formativi adhoc e servizi di progettazione e re-ingegnerizzazione di prodotti, affiancando le aziende quando hanno bisogno di sviluppare progetti specifici; già da alcuni anni l’azienda è attiva nel portare avanti dei progetti che applicano le potenzialità della stampa 3D al settore medicale.

La manifattura additiva

La stampa 3D industriale è un processo di produzione che, a differenza dei metodi tradizionali a sottrazione, crea parti aggiungendo materiale, strato su strato. Questo presuppone un radicale cambio di paradigma anche nell’approccio alla progettazione e permette la realizzazione di geometrie altrimenti impossibili. Questo innovativo processo, inoltre, dà accesso a una completa personalizzazione del manufatto, pur con una significativa riduzione del time-to-market.

Il fattore che rende la stampa 3D particolarmente adatta ad essere applicata in questo settore è la sua estrema versatilità: la possibilità di applicare una customizzazione di massa, personalizzando il file di stampa, con una progettazione tarata di volta in volta sulle caratteristiche fisiche e sulle necessità mediche dettate dall’anatomia del singolo paziente. In questo modo si aprono nuove possibilità per la medicina, riuscendo al contempo ad abbattere i costi sulla produzione dei prototipi e dei pezzi finali: in un unico lotto possono venire stampati contemporaneamente diversi pezzi personalizzati, riducendo i costi e la complessità generale della filiera.

Riproduzione del cervello per analisi e studi preoperatori, realizzata da Elmec 3D

Realizzazione di dispositivi di protezione individuale

Risparmio e personalizzazione, ma anche rapidità: caratteristica, quest’ultima, che si è rivelata fondamentale nel caso di un’applicazione creata nel 2020, durante il periodo più intenso della pandemia, in cui il reperimento di dispositivi di protezione individuale era critico. Sollecitata dalle esigenze dell’Ospedale di Circolo di Busto Arsizio, Elmec 3D ha stampato in 24 ore un modello di mascherina in grado di contenere i necessari filtri CPAP. Partendo da modelli già esistenti, è stato possibile realizzare il design tramite scansione del volto e modellazione logaritmica. Il materiale scelto – l’elastomero TPU di BASF, postprocessato con levigatura chimica di AMT – è biocompatibile, flessibile e resistente agli agenti chimici, caratteristica essenziale per sottoporre le mascherine ai necessari cicli di sterilizzazione. In questo caso la velocità di produzione ha permesso di sopperire in tempi molto rapidi a un’emergenza dell’ospedale, cioè la mancanza di adeguati DPI per il personale medico sanitario.

Formazione di nuovi medici e preparazione in vista di interventi chirurgici

La formazione di nuovi medici è un altro campo in cui la manifattura additiva può essere utile alla medicina, tramite la riproduzione di organi estremamente accurati per permettere la pratica agli aspiranti chirurghi. Oltre la formazione, può presentarsi la necessità di simulare variabili e complicanze che possono verificarsi durante interventi chirurgici particolarmente delicati. È questo il caso del Maurizio Vertemati, Ricercatore del Dipartimento di Scienze Biomediche e Cliniche “L. Sacco” dell’Università degli Studi di Milano, che in collaborazione con l’istituto ospedaliero Niguarda Cà Granda, si è rivolto a Elmec 3D per creare un modello in scala reale del cervello di un paziente, grazie all’unione tra TAC e tecnologia 3D. Il file ottenuto è stato stampato con tecnologia Multi Jet Fusion di HP, ottenendo il calco utile alla creazione di uno stampo in silicone, poi usato per

generare il simil-cervello che ha permesso di effettuare tutti i test necessari, riducendo di molto il margine di errore durante il successivo intervento chirurgico.

Realizzazione di protesi ed ortesi

La possibilità di progettare e stampare un prodotto che ricalca precisamente le forme di una specifica parte del corpo, tenendo anche conto delle necessità posturali e fisiche, rende le tecnologie additive attraenti per i produttori di protesi e ortesi. É il caso della protesi realizzata per Marco Milanesi, handbiker professionista. Lamentava una forte infiammazione che gli provocava dolori intensi dopo gli allenamenti; per ridurre l’infiammazione, Elmec ha realizzato una protesi personalizzata a partire dal calco della sua mano, permettendo di sostituire la vecchia manopola, la cui impugnatura standard risultava troppo rigida. Oltre a migliorare la comodità della presa, la nuova protesi ha anche abbattuto i costi e diminuito il peso totale del pezzo.

La stampa di tessuti: il bioprinting Quando il New York Time ha pubblicato un articolo sul trapianto di un orecchio biostampato, è stato chiaro a tutto il mondo che non si tratta più di se, ma di quando; lo abbiamo sentito allo scorso Expo dell’Impossibile. Le applicazioni in campo biomedicale sono eterogenee. É già la norma, per esempio, riprodurre tessuti in laboratorio per testare gli effetti di farmaci e cosmetici. Si pensi, poi, alle implicazioni legate alla possibilità di replicare il tessuto cardiaco, studiandone malfunzionamenti e testando soluzioni; o alla stampa di cornea, pelle, cartilagine e ossa.  Se sembrano argomenti futuristici questi, cosa dire delle ricerche miranti a stampare una pelle funzionalizzata a prevenire malattie specifiche grazie alla presenza di un farmaco nel biomateriale estruso? La ricerca sta facendo passi da gigante e le tecnologie additive che stampano biopolimeri contribuiscono enormemente alla cavalcata verso il futuro. 

Protesi realizzata per Marco Milanesi, handbiker professionista

Mascherina realizzata in TPU in grado di contenere i necessari filtri CPAP

Formare i cardiochirurghi di domani con la stampa 3D domani

Grazie alla tecnologia Formlabs, il team del Professor Vida dell’Azienda Ospedale Università Padova ha progettato e realizzato un simulatore della gabbia toracica trasportabile e modulabile per agevolare la formazione in cardiochirurgia pediatrica

LLa stampa 3D negli ultimi anni sta aprendo nuovi orizzonti per la medicina: dalla pianificazione preoperatoria per la realizzazione di interventi complessi, alla creazione di protesi e ortesi personalizzate o di tutori per la riabilitazione, grazie anche alla disponibilità di materiali biocompatibili, nascono nuove applicazioni che permettono di migliorare la salute dei pazienti e contribuire alla nascita di nuove possibilità di cura. L’Azienda Ospedale Università Padova è un centro d’avanguardia nella cardiochirurgia, fin da

quando, nel 1985, vi venne effettuato il primo trapianto di cuore in Italia. Per permettere la formazione dei cardiochirurghi pediatrici di domani, l’equipe del Professor Vladimiro Vida, docente del Dipartimento di Scienze cardio-toraco-vascolari e Sanità pubblica dell’Università di Padova, ha deciso di adottare la stampa 3D, ideando e realizzando, con stampanti e materiali Formlabs, un simulatore portatile della gabbia toracica in cui il cuore è posizionato per simulare un intervento cardiochirurgico. “La stampa 3D ci sta permettendo di cambiare radicalmente il modo in cui formiamo i cardio-chirurghi di domani e siamo convinti che questa tecnologia sarà il futuro. Il nostro sogno è quello di creare una rete formativa italiana in cui poter avere vari centri di formazione collegati in simultanea, in ognuno dei quali gli studenti possano sperimentare direttamente sul proprio modellino e sul proprio simulatore l’intervento da realizzare” ha dichiarato il Prof. Vladimiro Vida, Responsabile dell’U.O.C. Cardiochirurgia Pediatrica presso l’Azienda Ospedale Università Padova.

Simulatore della gabbia toracica, trasportabile e modulabile. Copyright “Università degli Studi di Padova”

La simulazione e la pianificazione preoperatoria per gli specializzandi

In cardiochirurgia pediatrica, fare formazione per i medici specializzandi è molto difficile a causa delle complessità delle patologie e delle fragilità dei bambini che soffrono di queste malattie. Storicamente si ricorre pertanto a cuori autoptici o a cuori di suino. Tuttavia, un laboratorio basato su questa tipologia di organi pone molti limiti: sia per la difficoltà nel reperire i cuori di suino, conservarli e prepararli per la formazione, sia per le caratteristiche degli organi stessi, che hanno dimensioni maggiori rispetto al cuore di un bambino e sono inoltre cuori “sani” in cui è molto difficile, se non impossibile, riprodurre le patologie degli organi che dovranno essere poi operati. Per questo, l’equipe del Prof. Vida ha deciso di rivolgersi alla stampa 3D, creando un laboratorio di stampa all’interno della struttura ospedaliera. La scelta è ricaduta sulle stampanti a tecnologia stereolitografica SLA di Formlabs Form 3L che uniscono la precisione nella stampa, alla facilità di utilizzo e ai costi contenuti. Fin dall’inizio il team si è però accorto che quando si stampa un cuore o parte di esso, l’aspetto più lacunoso nella formazione è la riproduzione della posizione del cuore all’interno della gabbia toracica. Infatti, posizionare l’organo stampato in un tavolo lasciando al medico in formazione la possibilità di muoversi liberamente attorno ad esso è infatti molto diverso rispetto alle condizioni in cui si troverà nella vita reale. Per questo l’equipe ha deciso di progettare e stampare in 3D anche un simulatore della gabbia toracica, trasportabile e modulabile, con parti che possono essere cambiate a seconda delle esigenze di formazione e facilmente ristampate. Queste caratteristiche consentono inoltre di sperimentare diversi approcci all’operazione: dai più tradizionali a quelli più innovativi e meno invasivi.

“Formlabs è nata con l’obiettivo di ampliare il più possibile l’accesso alla stampa 3D e le applicazioni che stiamo vedendo nascere in tutto il mondo negli ultimi anni in ambi-

to medico continuano a stupirci. Siamo convinti che questa tecnologia possa essere di grande aiuto per la ricerca e il progresso nelle cure ed essere stati scelti da un’istituzione importante e all’avanguardia come l’Azienda Ospedale Università Padova non può che renderci orgogliosi e confermarci l’importanza di seguire su questa strada, continuando ad ampliare la nostra offerta di soluzioni e materiali”, ha aggiunto Marco Zappia, Channel Sales Manager per l’Italia di Formlabs.

Simulatore e competenze esportate in altre città italiane

Il simulatore, presentato per la prima volta a Roma il 16-18 Dicembre 2021 al congresso della Società Italiana di Cardiochirurgia con un ottimo riscontro, è ora usato per corsi di formazione teorico-pratico ogni mese per i medici in formazione dell’ateneo patavino. Questo ha permesso un notevole risparmio economico rispetto ai corsi con cuori di animale e una complessità logistica significativamente inferiore. Non solo, il team ha esportato il proprio simulatore e le proprie competenze in altre località italiane.

Per un corso di formazione alla Scuola Internazionale di Cardiochirurgia di Erice, per esempio, sono stati stampanti, con la resina di Formlabs Elastic 50A, 50 cuori con le caratteristiche di una cardiopatia congenita, uno per ogni partecipante, che avrà così modo di riprodurre interamente l’intervento sul proprio modellino. Una possibilità irrealizzabile nei laboratori tradizionali con cuori di animale. Il procedimento di stampa e post-elaborazione dei 50 cuori ha richiesto in tutto circa 140 ore, ma la parte più complessa è la creazione del modello di base, che richiede circa altre 50 ore per ottenere un modellino che presenti le caratteristiche anatomiche esatte. L’equipe del Prof. Vida utilizza inoltre la stampante Form 3L per il planning preoperatorio, sia per aumentare le possibilità di riuscita nel caso di interventi complessi, sia per studiare la pianificazione delle operazioni cardio-chirurgiche insieme agli studenti. 

Posizionamento patch. Copyright “Università degli Studi di Padova”

Form 3L, la stampante a tecnologia stereolitografica SLA di Formlabs

Flessibilità al servizio dell’implantologia biomedicalebiomedicale

Un’unica applicazione per misura dimensionale e test funzionali

La qualità richiesta dal settore biomedicale impone un rigoroso monitoraggio della produzione. Anche davanti a volumi elevati, infatti, è necessario garantire una piena rispondenza ai requisiti di qualità. In produzione, i controlli rappresentano il modo più affidabile ed efficiente di rispondere alle aspettative del mercato e le soluzioni proposte offrono non solo misurazioni dimensionali, ma anche test funzionali per viti e chiodi per implantologia. Per rispondere a queste esigenze, Marposs presenta un’applicazione che combina misura, test funzionale e automazione in un’unica macchina per il controllo di componenti biomedicali di piccole dimensioni.

Misura test funzionali e automazione in un’unica macchina

L’applicazione riesce a processare un’ampia gamma di pezzi diversi. Potenzialmente, possono essere controllati prodotti quali viti e chiodi per impianti ortopedici così come utensili chirurgici. La macchina è declinata per poter lavorare con viti per implantologia dentale di vario profilo, di varia sezione e lunghezza. La soluzione quindi si adatta facilmente a diversi contesti biomedicali ed è molto flessibile grazie alla capacità di movimentare e misurare una molteplicità di pezzi senza che si renda necessario un riattrezzaggio meccanico. La notevole autonomia si apprezza soprattutto in virtù della minima necessità di interazione con l’operatore, in quanto la macchina può lavorare senza richiedere l’intervento umano per tempi prolungati. Nella fase successiva, mediante vibrazioni, i pezzi vengono lasciati cadere su un piano rotante che li dipana e li rende identificabili dal sistema di visione in modo che il robot venga guidato nell’esecuzione di un prelevamento efficace. Una volta prelevato, il pezzo da testare viene pulito con un getto di aria compressa al fine di evitare che la misura venga compromessa. Dopo il ciclo di pulizia, nella stessa stazione, un sistema di visione artificiale verifica la sagoma del pezzo per accertarne la rispondenza al modello della ricetta e apprezzarne l’orientamento, in modo che il robot lo porti alle stazioni a valle sempre nella posizione attesa, garantendo la ripetibilità.

Nel caso in cui il piano di test lo richieda, la successiva stazione può prevedere l’impiego di Optoflash XS, una soluzione di misura ottica unica nel suo genere, progettata per soddisfare i requisiti dell’implantologia biomedicale.

Soluzione di misura ottica 2D per officina e laboratorio

Grazie all’assenza dei movimenti dell’asse Z, Opto -

flash è estremamente veloce e garantisce prestazioni di misura continue e stabili per milioni di cicli. Il ciclo di misura è incredibilmente veloce, con esecuzione di 100 misurazioni statiche in soli 2 secondi, a prescindere dalla distribuzione delle sezioni di misurazione lungo il pezzo.

L’interfaccia utente permette a chiunque di usare Optoflash e configurare nuove misurazioni. Funzionalità quali rappresentazione visiva intelligente dei risultati, immagini di particolari della parte e configurazioni grafiche consentono all’operatore di verificare velocemente i pezzi in produzione nonché di rilevare le cause di eventuali non conformità.

Nel contesto dell’applicazione, l’integrazione dell’Optoflash viene valorizzata dalla gestione centralizzata di parametri e misure e dall’asservimento completamente automatico mediante il robot antropomorfo. Altro valore aggiunto dell’implementazione, in ottica di flessibilità, è lo studio di un sistema di posa che permetta il bloccaggio di tutti i pezzi da misurare riducendo al minimo il riattrezzaggio meccanico. Il mantenimento del pezzo è determinante per la buona riuscita dell’ispezione soprattutto se è attivata la funzionalità avanzata di controllo con pezzo in rotazione. Un ultimo gruppo di operazioni è dedicato al test funzionale. Le misurazioni ottiche fin qui descritte sono destinate al rilevamento di grandezze esterne al pezzo, trascurando quindi caratteristiche di lavorazioni meccaniche che si trovano all’interno della sagoma del pezzo e risultano determinanti nella qualificazione. Sono previste tre postazioni di test che verificano la coppia e la corsa di un tampone filettato -prodotto e certificato da Marposs- avvitato ad un filetto interno, esterno o ad un’impronta (esagonale o quadrata, per esempio). Questo test funzionale permette di raccogliere dati dinamici quali lo sforzo medio e massimo di avvitatura e la lunghezza minima del filetto. Ancora una volta, viene posta grande attenzione alla riduzione dei tempi di cambio pezzo, alla semplificazione delle operazioni di manutenzione e alla flessibilità: il tampone è infatti l’unico elemento riattrezzabile.Il singolo pezzo controllato è infine depositato in un contenitore a seconda che sia conforme ai parametri impostati o in altri contenitori qualora presenti difetti per tipologia o range di valori. La notevole flessibilità dell’applicazione permette che possa essere configurata con ulteriori controlli o sistemi di confezionamento, adattandosi perfettamente alle necessità del cliente.

Questa soluzione integra diversi tipi di controlli in un’unica applicazione, dimostrando come Marposs sia un partner affidabile per il controllo qualità nel settore biomedicale considerato nella sua interezza. Non solo impianti, infatti, poiché Marposs realizza numerose soluzioni anche per il controllo dei dispositivi monouso, quali, ad esempio, siringhe, apparecchiature per dialisi, sacche per liquidi. 

La stampa 3D del metallo a servizio del settore dentale dentale

La flessibilità e la precisione dell’additive manufacturing del metallo si rivelano particolarmente funzionali quando si tratta di realizzare componenti altamente personalizzati, come avviene nel settore dentale

In particolare, l’additive si è insediata già da qualche anno come la tecnica prevalente nell’ambito odontotecnico per la produzione di protesi, corone, scheletrati e ponti. In questo settore, le esigenze dei pazienti sono sempre diverse: dato che non esistono denti o gengive uguali tra due persone, non possono esistere, di conseguenza, due protesi uguali. Tra i materiali più utilizzati in questo ambito ci sono soprattutto il titanio e il cromo-cobalto, scelti per le loro caratteristiche di biocompatibilità e resistenza alla corrosione.

In questo settore Prima Additive, l’azienda torinese del gruppo Prima Industrie dedicata ai sistemi per l’additive manufacturing del metallo, si sta affermando grazie alle sue soluzioni della famiglia Print 150. Disponibile nella versione a laser singolo (Print Sharp 150) o a doppio laser (Print Genius 150), con un volume di lavoro di Ø 150 x 160 mm rappresenta una soluzione ottimale per questo settore, con la possibilità di realizzare fino a 180 elementi con un solo lavoro di stampa della durata di poco più di tre ore. In questo modo, si accorcia drasticamente il tempo tra la progettazione e il prodotto finito. Il tutto con un processo che migliora l’accuratezza della protesi, grazie a uno spot laser di 50 µm, che restituisce un’elevatissima precisione dimensionale e di dettaglio su tutti gli angoli, spazi e bordi, senza nessun problema di rotture. Inoltre, l’additive è un processo particolarmente sostenibile: infatti, il materiale inutilizzato può essere recuperato e riciclato istantaneamente.

L’accordo di collaborazione con 88dent

Tra le aziende che hanno scelto una soluzione Prima

Additive e che oggi supportano l’azienda torinese nello sviluppo di soluzioni ottimizzate per il settore dentale c’è

8853 S.p.A. tramite la sua business unit 88dent.

8853 S.p.A., azienda italiana specializzata nella compravendita di metalli preziosi, lavora nel mondo del dentale da quasi 50 anni. L’attività si è evoluta nel tempo, par tendo dalla produzione di leghe dentali, fino ad arrivare a sviluppare una propria e vera Business Unit interamente focalizzata sul dentale (88dent)

con due linee: una pensata per i laboratori odontotecnici e una per gli studi odonto iatrici

88dent CLINICAL mette a disposizione dell’odontoiatra tecnologie di ultima gene razione come laser a diodi, scanner intrao rale, software e macchinari. 88Dent LAB consente agli odontotecnici di digitalizzarsi, mantenendo la personalizzazione estetica che da sempre ne caratterizza la professione. Le due linee permettono di migliorare il

lavoro e la comunicazione tra odontoiatra, odontotecnico e paziente, per una soluzione che porta vantaggi nel lavoro di tutti i giorni di queste figure.

Per quanto riguarda le tecnologie additive sono arrivate nel mondo dentale ormai da un paio di decadi e garantiscono un livello di precisione e produttività di altissimo livello.

8853 S.p.A. con la BU 88Dent è stata pioniera in questo settore specifico, prima attraverso collaborazioni importanti e ora si propone direttamente come produttore in partnership con Prima Additive con la Print Genius 150. La Print Genius 150 è una soluzione che gli esperti di Prima Additive hanno studiato per venire incontro alle esigenze specifiche del settore dentale e grazie alla tecnica additiva è possibile accorciare i tempi di realizzazione di restauri e strutture dentali, riducendo i costi e aumentando il lavoro.

L’additive manufacturing è la conclusione naturale di un workflow digitale che 88dent propone ai propri clienti di tutto il mondo, che siano piccoli laboratori che si possono appoggiare al servizio di produzione esterna (outsourcing) oppure che siano grandi centri produzione che possono approfittare della competenza di 88dent nel proporre soluzioni specifiche per le proprie esigenze.

Il cliente, attraverso un portale dedicato disponibile sul sito 88dent.com, con pochi click può caricare il file (o più file) della protesi da realizzare e nel giro di 24/48 ore può ricevere il semilavorato o la struttura da finalizzare. Il cliente può contare su un sistema aperto che va dalla scansione del modello dentale, alla progettazione tramite software CAD dedicati, con assistenza tecnica e formazione continua specifica.

La tecnologia di additive manufacturing si distingue per velocità di realizzo, economicità, possibilità tecniche che altre tecnologie come quelle sottrattive non posseggono. Anche gli sprechi rispetto alle tecnologie sottrattive sono quasi annullati, con un’economicità e sostenibilità senza eguali.

88dent, pioniera nella ricerca di soluzioni specifiche nel settore dentale, già propone strutture protesiche realizzate con tecniche ibride al fine di coniugare al meglio i mondi dell’additive e milling. Oggi dà la possibilità ai propri clienti di produrre una variegata gamma di lavorazioni come ad esempio corone, ponti, barre implantari, toronto, abutment personalizzati, ferule, scheletrati, retine di rinforzo in cromo cobalto o titanio.

Lo sviluppo di nuove soluzioni dedicate al settore dentale proseguirà nei prossimi anni con una collaborazione sempre più attiva tra Prima Additive e 88dent, perché è proprio quando le competenze dei produttori di macchine si uniscono a quelle di chi le usa quotidianamente che è possibile ottimizzare le soluzioni chiavi in mano. 

Determinazione, spirito imprenditoriale e soluzioni di lavorazione all’avanguardia hanno aiutato un amputato a correre verso la vittoria

“Monster Mike” Schultz, una macchina per vincere vincere

MMike Schultz è stato un pilota di motoslitte fin dai tempi del liceo, diventando professionista nel 2003.

Chiamato affettuosamente

“Monster Mike”, è stato uno dei cinque migliori piloti di motoslitte al mondo.

Tutto è cambiato dopo un incidente di corsa che gli ha fatto perdere una gamba. Anziché abbandonare i suoi sogni di correre, Mike si è rimesso in sesto, utilizzando una gamba protesica specialistica a cui ha lavorato in prima persona, con il supporto delle soluzioni di lavorazione di Sandvik.

Il momento che ha cambiato la vita di Schultz è iniziato come una normale gara. “Ero partito male durante la gara di qualificazione, quindi stavo spingendo per recuperare il ritardo, nel tentativo di arrivare in finale”, spiega il trenta-

seienne del Minnesota (Stati Uniti).

“Nella discesa, sono volato via dalla mia slitta e sono atterrato dolorosamente. L’intero ginocchio si era frantumato in mille pezzi”. Con una tempesta di neve in arrivo che aveva lasciato a terra i voli in elicottero, Schultz è stato portato di corsa al più vicino centro traumatologico, a circa sette chilometri di distanza. “I chirurghi hanno tentato di salvarmi il ginocchio, ma tre giorni e 47 unità di sangue dopo, i miei reni stavano cedendo. È stato allora che i medici mi hanno svegliato e mi hanno comunicato che mi avrebbero amputato la gamba”.

Tredici giorni dopo, Schultz torna a casa; il suo fisico atletico favorisce un rapido recupero. Cinque settimane dopo, riusciva di nuovo a camminare. “È stato bello rimettermi sulle gambe, con un piede umano e uno protesico”, raccon-

ta Schultz. “Ma nonostante il sollievo, i giorni delle gare erano finiti. Se non potevo competere al livello di prima, preferivo non competere affatto”.

Soluzioni di lavorazione

all’avanguardia per una protesi fai da te ad alte prestazioni

Mesi dopo aver abbandonato la carriera sportiva, Schultz ha scoperto la gara sportiva “X Games Supercross Adaptive”. Gli X Games sono un evento annuale di sport estremi per gli atleti campioni del mondo, e la sezione di sport adattativi per persone con disabilità è tanto estrema quanto le sue divisioni principali.

Schultz sapeva di dover partecipare, ma la sua protesi semplicemente non aveva le giuste caratteristiche di flessibilità e resistenza. Aveva bisogno di una gamba che non solo gli consentisse di competere, ma che gli permettesse anche di vincere la gara.

“Conoscevo un tipo di protesi sportiva, che aveva un ammortizzatore a spirale, ma era stata progettata per lo sci alpino”, racconta. “I suoi tassi di molleggio erano troppo rigidi, e il raggio di movimento non si avvicinava neanche lontanamente ai 135 gradi necessari per la motoslitta”.

Schultz si è costruito invece la propria gamba da corsa. Le sue nozioni di progettazione tecnica si limitavano alle lezioni di disegno della scuola superiore, ma la mancanza di competenze non ha minato la determinazione di Schultz.

“Penso in modo meccanico e sono sempre stato uno che risolve i problemi. Ho elencato quello che avevo bisogno che facesse il ginocchio: doveva assorbire gli urti, di almeno 135 gradi ed essere regolabile per diverse attività sportive.

“La parte più difficile è stata la realizza zione di un sistema di collegamento in grado di dare una sensazione di pro gressività alla velocità della molla, ma utilizzando solo un ammortiz zatore di due pollici”.

Tenendo a mente la sua checklist, Schultz ha usa to un ammortizzatore della mountain bike Fox come budello della sua nuova protesi. Nel giro di un mese, aveva un buon di segno tecnico, che ha portato in un negozio nelle vicinanze.

“Mi hanno insegnato rapidamente a usare la fresa e il tornio”, aggiunge. “Ricordo la sensa zione che ho provato quando ho tirato fuori i pezzi lavorati dalla fresa, li ho imbullonati tutti insieme e me li sono infilati sulla gam ba”, racconta. “Quello stesso giorno sono salito su una moto da cross, con un sorriso che andava

da un orecchio all’altro”. Era una sensazione fantastica. Riuscivo a stare in piedi sulla moto, in equilibrio, proprio come se avessi avuto due gambe sane”. Schultz non si è più guardato indietro. A distanza di meno di cinque mesi dall’incidente, Schultz e il suo nuovo ginocchio hanno gareggiato in motocross agli Extremity Games del Michigan, qualificandosi per il Supercross degli ESPN Summer X Games del 2009. Negli ultimi undici anni, Monster Mike si è fatto un nome nel mondo degli sport adattivi, portando a casa dieci medaglie d’oro nelle categorie Motocross, Snocross e Snow Bike alle gare degli X Games, oltre alle medaglie d’oro e d’argento vinte alle Paralimpiadi invernali del 2018.

Ingegneria e determinazione per il successo nell’impresa

Schultz ha ottenuto un’esposizione mediatica ancora maggiore dopo essere apparso nello show televisivo American Edge Factor, dedicato alla produzione moderna e all’innovazione, sponsorizzato da Sandvik Coromant. Mentre la protesi di Schultz è stata il risultato del suo stesso genio, Sandvik riconosce che si tratta di una vera e propria impresa di ingegneria e determinazione. Sandvik Coromant offre una vasta gamma di soluzioni avanzate di utensili e lavorazioni per dispositivi medici, tra cui articolazioni dell’anca, viti ossee e placchette dentali. “Quello medico è uno dei settori più esigenti, dal punto di vista tecnico, al mondo. Con materiali sempre più difficili da lavorare, specifiche precise e vincoli di tempo costanti, la lavorazione di pezzi per uso medicale non è certo un compito facile,” ha dichiarato JoAnn Mitchell, Senior Project Leader presso Sandvik Coromant USA. “In qualità di leader globale nel campo della tecnologia e nell’innovazione del taglio dei metalli, fa parte delle responsabilità di Sandvik aiutare i nostri clienti ad avere successo nei loro sforzi, così come aiutare le persone al di fuori del settore a comprendere l’importanza che il taglio dei metalli riveste nella vita moderna”, ha dichiarato Mitchell a proposito della sponsorizzazione.

Accanto alla passione per le gare, Schultz ha sviluppato un altro amore, un amore che rappresenta un dono per gli altri atleti. Il suo lavoro sulle protesi ad alte prestazioni lo ha portato ad aprire una sua azienda di produzione, chiamata BioDapt, che commercializza il suo Moto Knee a elevato impatto, altamente regolabile, e il suo complemento, il piede protesico per attività sportive VF2. “Mi impegno per mostrare agli altri ciò che un atleta adattivo è capace di fare con la dovuta motivazione, un duro lavoro e la giusta attrezzatura”, conclude. 

Dopo i respiratori d’emergenza in tempo di Covid-19, il team di Isinnova crea delle protesi lowcost per i feriti del conflitto ucraino

Letizia: una missione speciale! speciale

LLetizia è un altro progetto innovativo di Isinnova. Più precisamente, “una missione speciale” per restituire ai mutilati di guerra la possibilità di svolgere le piccole azioni quotidiane che noi spesso diamo per scontate. Dopo la realizzazione, appena due anni fa, durante la fase più critica della pandemia, dei respiratori di emergenza, a basso costo, per pazienti Covid-19 in difficoltà polmonare, Cristian Fracassi, CEO di Isinnova, società che opera nell’innovazione industriale con sede a Brescia, ha dato vita ad una protesi low cost, accessibile e adattabile ad ogni tipo di amputazione, da spedire in Ucraina per i feriti della guerra.

“Letizia” è il risultato di un progetto nato dalla richiesta di

una Onlus di medici italiani, attiva in Ucraina a supporto dei medici locali, che si è rivolta ad Isinnova per lo sviluppo di protesi a basso costo per gli oltre 3 mila reduci di guerra in Ucraina che avevano subito l’amputazione degli arti inferiori in conseguenza del conflitto.

“Letizia”, la gamba dell’emergenza Ancora una volta, il progetto realizzato dal team di Fracassi nasce per rispondere ad una emergenza, una richiesta d’aiuto, e ancora una volta è open source: queste protesi, che hanno un costo di soli 500 euro, sono realizzabili da chiunque nel mondo possegga una stampante 3D e grazie alla loro modularità possono essere adattate a qualsiasi tipologia di amputazione.

Il team di Isinnova è stato contattato dalla dottoressa Antonella Bertolotti, presidente di “Intermed Onlus” di Brescia

per venire in aiuto delle molte vittime, tra cui anche bambini, rimaste senza un arto a causa dei bombardamenti in Ucraina, con la realizzazione di una gamba realizzata con la stampante 3D che costasse intorno ai 500 euro. Le protesi presenti sul mercato costano dai 5.000 euro in su, troppo per la Onlus, che non avendo budget al momento stava fornendo soltanto delle stampelle. Una sfida difficile, dato che realizzare una protesi significa fare qualcosa che deve durare degli anni, reggere diversi chili di peso e fare camminare una persona. Così Fracassi e il suo team si mettono al lavoro, studiando le protesi tradizionali e facendo diverse prove. Mettono insieme materiali diversi e creano il primo prototipo che viene provato in ufficio dall’ingegnere e dai suoi collaboratori legando la caviglia alla coscia, tipo finto invalido, e agganciando l’arto sotto il ginocchio. Non funziona, il piede risulta essere la parte debole e si rompe al primo passo.

Inizia un lungo lavoro di modifiche e tentativi che ottimizzano il modello fino ad arrivare al quarto prototipo che sembra andare bene anche grazie ai feedback di Letizia, una ragazza bresciana che ha subito un’amputazione da bambina a causa di una malattia, e che si offre di testare l’arto con l’assistenza dell’ortopedico.

Alla fine il team composto dagli ingegneri di Isinnova, i medici, gli ortopedici, infermieri, amici e parenti, con i suggerimenti di Letizia, riesce a mettere a punto il quinto e definitivo prototipo che soddisfa tutte le caratteristiche richieste, soprattutto in termini di costi.

Viene depositato il brevetto, lasciato libero a scopi umanitari, e scelto il nome del progetto: “Letizia, in onore di due donne speciali: Letizia Bonomi, la ragazza senza la quale non saremmo mai riusciti a validare la nostra protesi, ma anche mia mamma, che mi ha insegnato a camminare. Era dovuto, considerando che la valvola l’avevo dedicata a mia moglie Carlotta” - commenta Fracassi.

“Riusciamo ad avere un prodotto finito che costa circa 500 euro anche grazie all’aiuto e il supporto di alcune aziende che, sapendo le finalità benefiche del progetto, contribuiscono con degli sconti particolari sulle forniture dei materiali con cui è realizzato l’arto”, spiega Fracassi. Ad oggi sono stati raccolti fondi per produrre e donare 172 arti.

Come è fatta la protesi

Il prototipo finale combina la stampa 3d, che viene utilizzata per la componente estetica, a materiali già presenti sul mercato, acquistabili a prezzi accessibili, in modo da abbattere i costi. Per la protesi infatti sono stati utilizzati diversi materiali, a partire dal piede realizzato in poliuretano, il materiale con cui si fanno le ruote dei carrelli, dei muletti e dei pattini. Il piede è dotato di due nervature che hanno sia funzione

strutturale che di irrigidimento. Le stesse possono essere eliminate in un secondo momento rendendo il piede più flessibile. Questo perché una persona amputata ha necessità all’inizio, per i primi tre/sei mesi, di molta stabilità, potendosi sentire sicura con l’arto indosso; una volta presa dimestichezza con la protesi ha invece bisogno di una maggiore flessibilità, ottenibile togliendo le nervature. Con la stessa protesi si possono soddisfare entrambe le esigenze, senza doverla cambiare.

Il piede si aggancia su una tibia realizzata con un tubolare in alluminio, che può essere accorciato in funzione dell’altezza del paziente, e che si innesta su un tutore dello stesso tipo di quelli che vengono utilizzati per la riabilitazione post trauma e post operatoria del ginocchio, che, trasformato da dispositivo ausiliario in elemento di sostegno del carico, consente, mediante delle fasce, di lavorare sulla coscia e non sul moncone, spesso dolorante, adattandosi a qualsiasi geometria dell’arto, a differenza delle attuali protesi che vengono realizzate su misura. Per coprire il tubolare in alluminio, è stata creata con la stampa 3D una “cover” in modo da rendere il tutto esteticamente più bello ed anche più funzionale, garantendo, da un lato, la pulizia e la protezione dei componenti e dall’altro di aumentare il comfort di utilizzo per il paziente, rendendo più facile la sua accettazione.

Il file è stato caricato online, in tre misure, medio, alto e basso – ma, arrestando la stampa a seconda del livello di amputazione, si può raggiungere l’altezza desiderata - sia destro che sinistro, in modo che anche questo elemento possa essere completamente personalizzabile. Grazie alla sua modularità, la protesi può adattarsi ad una amputazione trans-femorale, trans-tibiale o del piede e ad una disarticolazione del ginocchio.

Raggiunto l’obiettivo di progetto, avere la “gamba dell’emergenza”, accessibile e adattabile ad ogni tipo di amputazione, il secondo step sarà quello di apportare ulteriori miglioramenti alla protesi in base ai feedback del suo funzionamento.

Per sostenere e contribuire al progetto, basta fare una donazione alla Onlus Intermed andando sul sito di Isinnova (https://isinnova. it/letizia/), dove è possibile trovare l’IBAN dell’associazione oppure il tasto PayPal tramite il quale fare una donazione ed anche un contatore che indica il numero di gambe donate.

Lo scopo del progetto Letizia non è solo quello di aiutare i 3 mila ucraini, ma tutte le persone che hanno bisogno di una gamba e non possono permettersi un prodotto costoso, anche perché sono molti i conflitti in atto nel mondo e c’è una forte richiesta di protesi. 

Prodotti

e sistemi medicali studiati per la ricerca e la neurochirurgianeurochirurgia

Renishaw applica la tecnologia di precisione e assistenza per vincere le sfide della neurochirurgia funzionale e per identificare e caratterizzare la chimica e la struttura dei materiali

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La neurochirurgia è la disciplina per la terapia chirurgica delle malattie del sistema nervoso: più specificatamente i disturbi che coinvolgono la parte cranica e la colonna vertebrale in tutti i suoi segmenti. Le tecniche chirurgiche moderne si basano sul rispetto massimo del tessuto nervoso. Per realizzare questo scopo sono necessari strumenti sofisticati, sia per l’accesso, sia per la manipolazione chirurgica. In particolare, per neurochirurgia funzionale si intende quella branca della neurochirurgia che si pone la finalità di migliorare sintomi neurologici prevalentemente di tipo motorio, modulando elettricamente l’attività di centri nervosi (nuclei) o aree cerebrali. Tale neuro modulazione è stata resa possibile dalla diffusione della “stereotassi”, tecnica utilizzata per raggiungere con estrema precisione un punto predeterminato (target) all’interno del cervello. La neurochirurgia di precisione aiuta i medici che sviluppano terapie che migliorano la vita dei pazienti, con l’obiettivo di vincere la doppia sfida dell’efficienza e della sicurezza. In riferimento alla neurochirurgia funzionale, la gamma di prodotti e sistemi Renishaw è pensata per permettere al chirurgo di posizionare i dispositivi in modo molto sicuro e accurato.

L’obiettivo, infatti, è quello di aiutare i medici a migliorare

la sicurezza e l’efficienza delle procedure chirurgiche, assicurando un miglior esito clinico attraverso l’inserimento accurato di dispositivi impiantabili.

I prodotti neurologici Renishaw sono in linea con le tecnologie terapeutiche attuali ed emergenti e includono dispositivi medici, software di pianificazione e sistemi chirurgici robotizzati da utilizzare in procedure quali stimolazione cerebrale profonda (DBS) per il trattamento del morbo di Parkinson e stereoelettroencefalogrammi (SEEG) per la cura dell’epilessia, nonché per la somministrazione intraparenchimale di terapie di prossima generazione.

Il sistema robotico neuromate® per la neurochirurgia stereotassica

L’applicazione della robotica in Neurochirurgia spinale e cerebrale è la sfida più attuale di questa disciplina. Il robot stereotassico neuromate offre una piattaforma per una vasta gamma di procedure neurochirurgiche funzionali. Questo sistema è stato utilizzato in migliaia di procedure di impianto di elettrodi per la stimolazione cerebrale profonda (DBS) e la stereoelettroencefalografia (SEEG), nonché applicazioni stereotassiche per neuroendoscopia, biopsia e molte altre applicazioni di ricerca.

In particolare, anche il Centro Munari di Chirurgia dell’Epilessia e del Parkinson dell’Ospedale Niguarda di Milano, polo di eccellenza, si avvale del sistema stereotassico Renishaw neuromate® nelle procedure di stereoelettroencefalografia (SEEG) mirate alla definizione delle zone epilettogene. Il team medico ha constatato una maggiore accuratezza e una riduzione dei tempi d’intervento, con un tasso di complicanze molto basso.

“Di solito, in presenza di pazienti immuni alle terapie antiepilettiche il trattamento chirurgico era considerato come l’ultima soluzione”, spiega Francesco Cardinale, Neurochirurgo dell’Ospedale Niguarda Ca’ Granda di Milano. “Tuttavia, una volta determinata l’inefficacia o l’intolleranza a due farmaci diversi, le probabilità che un terzo farmaco potesse essere efficace erano inferiori al 5%. Studi clinici hanno dimostrato ormai da tempo come il trattamento chirurgico sia più efficace rispetto a quello medico in termini di esiti clinici e psicosociali, per non parlare dell’impatto economico e sociale di una vita intera vissuta con gravi menomazioni”.

Per molti pazienti epilettici, la definizione delle zone epilettogene (EZ) richiede registrazioni intracerebrali. La stereoelettroencefalografia (SEEG) è una procedura che prevede l’impianto di elettrodi intracerebrali, tramite una tecnica esplorativa costruita a misura del paziente tramite tecniche di imaging non invasive.

La procedura chirurgica

Nel giorno dell’intervento, una volta eseguita l’anestesia totale, la testa del paziente viene posizionata nell’apposito supporto montato sulla base del robot neuromate, quindi il dispositivo di immaginografia intraoperatoria O-arm® viene portato in posizione attorno alla testa del paziente. Nella chirurgia robotica guidata per immagini, le registrazioni sul paziente sono un elemento fondamentale per la precisione della procedura. Il Dr. Cardinale e i suoi colleghi si avvalgono del sistema di registrazione “frameless” neurolocate.

Il modulo neurolocate non richiede l’applicazione di marker fiduciali sulla pelle o sulle ossa, e consente di eseguire registrazioni intraoperatorie con apparecchiature mobili di radiografia o tomografia computerizzata (TC), come ad esempio l’O-arm di Medtronic.

La tecnologia neurolocate si basa su un marker fiduciale montato sul braccio del robot durante l’esecuzione della radiografia o della TAC intraoperatoria; il Dr. Cardinale è stato determinante per lo sviluppo di tale sistema. Una valutazione retrospettiva di 81 procedure per l’impianto di elettrodi eseguite tramite il robot neuromate e registrazioni “frame-based” sul paziente hanno dimostrato una precisione applicativa media di 0,78 mm presso il punto d’ingresso corticale, la zona più rischiosa della traiettoria.

Tali valori di precisione, già di per sé eccellenti, sono stati ulteriormente ottimizzati grazie all’introduzione del sistema di registrazione neurolocate.

Il robot neuromate consente di posizionare con precisione e accuratezza il portautensile lungo una traiettoria pre-pianificata, a una distanza specifica dal cranio e dall’obiettivo cerebrale del paziente. Il chirurgo procede quindi a una trapanazione percutanea del cranio fino al tavolato interno. La dura madre viene perforata mediante l’uso di un coagulato-

re monopolare. Il chirurgo, sempre attraverso il portautensili del robot, inserisce una vite di guida cava nel foro, garantendo così l’allineamento con la traiettoria pianificata. Il braccio robotico viene quindi spostato in posizione per l’inserimento della vite successiva. Nella seconda fase dell’intervento, il chirurgo impianta gli elettrodi SEEG attraverso le viti-guida. Per la procedura SEEG vengono impiantati in profondità nel cervello fino a 20 elettrodi, ciascuno dei quali dotato di 18 contatti elettrici, per ottenere registrazioni elettrofisiologiche di precisione con densità spaziale molto dettagliata. Viene dapprima creata una traccia all’interno del parenchima cerebrale mediante uno stiletto rigido. Si procede quindi all’inserimento dell’elettrodo semirigido. Sono disponibili diversi modelli di elettrodi, che si differenziano per lunghezza e numero di contatti. L’intero processo si svolge sotto controllo radiografico 2D eseguito tramite l’O-arm.

Cure post-operatorie

Una volta impiantati gli elettrodi stereotassici, il team chirurgico procede ai controlli post-operatori con una scansione 3D eseguita con l’O-arm, co-registrata rispetto all’IRM pre-operatoria, per ottenere informazioni di posizionamento precise su ciascun contatto degli elettrodi SEEG. Viene quindi testato il corretto funzionamento degli elettrodi e, in caso di malfunzionamenti, questi possono essere ancora rimpiazzati.

I vantaggi della neurochirurgia robotica

Poiché il cervello, e specialmente la superficie corticale, sono altamente vascolarizzati, risulta fondamentale la pianificazione per immagini e un’esecuzione molto precisa dell’impianto basata sull’accurata visualizzazione dei vasi sanguigni. La stabile piattaforma robotica neuromate, condotta dal chirurgo con un avanzato software di pianificazione chirurgica, rende molto più efficiente la tecnica d’impianto di più elettrodi SEEG.

Il sistema neuromate è il metodo di routine nella maggior parte dei centri dove viene utilizzato ed ha un posto di preminenza come fondamento nelle procedure funzionali e stereotassiche. Il robot offre la possibilità di eseguire un targeting coerente, rapido e preciso nelle procedure stereotassiche e può essere utilizzato con un casco stereotassico oppure senza telaio per ridurre i traumi nei pazienti. Inoltre, questo sistema è compatibile con procedure sia in anestesia generale sia in anestesia locale. 

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DALLE AZIENDE/ a cura della redazione

EWELLIX PRESENTA UNA SERIE DI NUOVI PRODOTTI PER LA SALA RADIOLOGICA

Ewellix, leader mondiale nell’innovazione e nella produzione di tecnologie avanzate per il movimento lineare, ha sviluppato una gamma modulare di colonne telescopiche, appositamente studiate per le applicazioni medicali. In particolare, sono concepite per essere impiegate in lettini per pazienti, pensili e unità di sollevamento a parete/pavimento in sale radiografiche e altri sistemi di diagnostica per immagini.

Le soluzioni per le sale radiologiche sono state recentemente al centro dell’attenzione del team che si occupa di tecnologia medica in Ewellix. (Fonte: Ewellix)

I nuovi prodotti comprendono colonne telescopiche e sofisticate unità di controllo basate sull’innovativa tecnologia digitale SmartX dell’azienda. L’attenzione è rivolta alla creazione di prodotti robusti ad elevata scorrevolezza, silenziosi ed ergonomici per gli operatori sanitari, oltre che modulari e progettati con la massima qualità per semplificare l’integrazione e assemblaggio da parte dei principali produttori di dispositivi medici. Una delle sfide maggiori che si trovano ad affrontare i reparti radiologici è quella di posizionare le cuffie dei tubi radiogeni o gruppi detettori particolarmente pesanti, spesso montati su telai pensili o a parete/pavimento. Ogni cuffia o gruppo detettori può pesare fino a 50 kg, ma devono essere spostati agevolmente e con precisione per centrare la parte del corpo del paziente desiderata.

La soluzione sviluppata da Ewellix si basa sulla tecnologia “Effortless Technology” brevettata dal gruppo,

ovvero “tecnologia senza sforzo”. In questo modo si elimina l’approccio tradizionale che prevede l’uso di contrappesi per bilanciare la cuffia o il rilevatore. La soluzione Ewellix comprende invece una colonna telescopica intelligente a 5 stadi, dotata di servomotori e di un’unità di rilevamento della forza. Questa soluzione modulare, parte della piattaforma digitale SmartX, consente di spostare il generatore o il detettore in velocità, fino a due metri in pochi secondi, con il minimo sforzo da parte dell’operatore. La velocità e l’intensità della forza applicata dall’utente vengono acquisite automaticamente dall’unità di rilevamento della forza e quindi convertite in un movimento lineare gestito con precisione dal software SmartX. La colonna telescopica è in grado di muoversi a velocità che raggiungono i 600 mm/sec, pur garantendo un funzionamento eccezionalmente fluido e silenzioso. La comunicazione digitale in combinazione con il controller SmartX consente un movimento preciso e sincronizzato del tubo radiogeno e del detettore. È possibile regolare il movimento sincronizzato in modo

automatico tramite il sistema di controllo della sala radiografica o tramite input dell’utente sull’unità di rilevamento della forza del tubo radiogeno o del detettore. Il controller digitale SmartX effettua un costante controllo incrociato dei dati in uscita dai sensori presenti su ciascuna colonna telescopica. Grazie alle informazioni ricevute dall’unità di rilevamento forza e dai sensore di posizione si garantisce un movimento del gruppo radiogeno e del detettore preciso e sicuro.

La nuova offerta per applicazioni medicali comprende anche la serie di colonne telescopiche intelligenti TLT, dotate di un controller SmartX integrato e di un encoder di posizione assoluto. Sono robuste, veloci e potenti, essendo dotate di due motori a corrente continua in grado di generare una forza di sollevamento fino a 5.000N. La serie TLT impiega profili in alluminio ad elevata resistenza alla torsione con un design compatto che riduce al minimo le dimensioni complessive di ciascuna unità, sia quando la colonna è in posizione tutto chiuso sia alla massima estensione. Il design e la struttura di ciascuna unità TLT ne consentono l’utilizzo per carichi pesanti e a sbalzo. Grazie al controller intelligente integrato, le colonne telescopiche TLT dispongono di un’interfaccia di comunicazione digitale e di un sistema di controllo avanzato della posizione e della velocità. Movimento sincronizzato e preciso, rampe di avvio e arresto graduali, unitamente a funzioni di sicurezza come il rilevamento anti-pizzicamento, ne fanno un sistema perfetto per i lettini radiografici.

Ad integrazione dei nuovi dispositivi medici, le guide modulari profilate a sfere LLT ad alte prestazioni consentono di ottenere un sistema di guida molto preciso e ad elevata scorrevolezza. Ad esempio trovano impiego per regolare la posizione del piano sugli assi X e Y. Ewellix offre un’ampia scelta di dimensioni, lunghezze e opzioni di guide e carrelli.

Il nuovo pacchetto per i sistemi a raggi X e di diagnostica per immagini è supportato dalla rete globale di assistenza tecnica e applicativa di Ewellix, con l’aggiunta di servizi di progettazione e ingegneria personalizzati per i principali produttori di dispositivi medici. 

NUOVI MODELLI ESD E CLEANROOM PER LA SERIE DI ROBOT I4L SCARA OMRON

I nuovi robot i4H SCARA sono ottimizzati per ambienti ESD e cleanroom, ad esempio nei settori digitale e automobilistico, come la produzione di semiconduttori.

I robot i4H SCARA di OMRON sono la soluzione perfetta per le applicazioni di automazione industriale che richiedono la movimentazione di carichi pesanti con precisione e velocità. I più recenti modelli i4H SCARA ESD (scariche elettrostatiche) sono progettati per evitare l’accumulo di elettricità statica che può danneggiare i componenti elettronici sensibili, mentre i modelli cleanroom sono conformi ai rigorosi requisiti degli ambienti che richiedono bassissime emissioni di particelle, come il settore farmaceutico, medico o dei semiconduttori.

I nuovi modelli ESD e cleanroom sono dotati delle

caratteristiche affidabili del sistema i4H e gli utenti possono facilmente programmare il robot come parte delle soluzioni di automazione industriale totale di OMRON, tra cui visione, motion, ingresso, uscita e sicurezza con il software di programmazione Sysmac di OMRON, il tutto collegato tramite EtherCAT.

• Capacità di carico di 15 kg

• Raggio d’azione di 650 mm, 750 mm e 850mm con opzioni di montaggio su tavolo e a parete

• Robotic Controller Integrato NJ-R per applicazioni multirobot con modelli EtherCAT

• Modelli Ethernet stand-alone

• Modelli ESD, cleanroom e per uso alimentare

• Tempi di ciclo rapidi con una gamma di movimento e una ripetibilità senza precedenti

PANNELLO WEB XH300 PER UNA VISUALIZZAZIONE DA REMOTO RAPIDA E SEMPLIFICATA DEI CONTENUTI WEB COMPLESSI

Eaton presenta XH300, il nuovo pannello web che offre visualizzazione di alta qualità, combinando prestazioni elevate e design accattivante in un unico dispositivo.

Grazie al potente processore quad core e all’ampia memoria di lavoro, il pannello è in grado di visualizzare anche i contenuti web più complessi. Oltre al robusto display, disponibile in tre diverse dimensioni, il pannello web XH300 presenta un design elegante e moderno che si integra perfettamente con qualsiasi sistema, dalla costruzione di macchine e automazione degli edifici, alla smart home e alle applicazioni IoT.

Le visualizzazioni

Web basate su standard aperti come HTML 5 consentono di accedervi anche da dispositivi mobili standard come smartphone o tablet. Sono quindi sempre più utilizzate nelle soluzioni di automazione intelligenti e collegate in rete in un’ampia gamma di applicazioni. Le visualizzazioni remote implementate dal nuovo pannello web XH300 di Eaton risultano accatti vanti e di facile utilizzo, sia direttamente sulla macchina in ambienti industriali difficili, sia su distributori automatici nel settore dei beni di consumo o in applicazioni per la casa intelligente. Il pannello web XH300 è dotato di un display premium ad alto contrasto che, grazie all’ampio angolo di visione di 85°, restituisce un’immagine cristallina anche in condizioni di luce ambientale intensa, indipendentemente dal luogo in cui viene utilizzato. Il display touch capacitivo è disponibile nelle versioni da 7, 10 e 15 pollici. Inoltre, con una durata di oltre 50.000 ore (a 25°C), il display a LED assicura un’elevata qualità dell’immagine, che

dura negli anni. Il pannello web utilizza il collaudato alloggiamento della serie di pannelli touch XV300, inoltre lo schermo in vetro temperato liscio e la parte anteriore priva di fessure e bordi arricchiscono il sistema. I dispositivi sono disponibili con protezione IP65 nella parte anteriore, in grado di proteggere da getti d’acqua e polvere.

Grazie alla tecnologia multitouch capacitiva, il pannello web XH300 può essere utilizzato in modo intuitivo come uno smartphone o un tablet. Il potente processore quad-core da 1,8 GHz assicura che i requisiti di sistema possano venire soddisfatti anche in futuro, consentendo di modificare rapidamente le immagini e la composizione di visualizzazioni complesse con elementi multimediali. Con 8 GB di memoria eMMC e 1 GB di RAM, il pannello web XH300 è veloce e facile da utilizzare e offre prestazioni di sistema elevate con tempi di risposta brevi. XH300 si basa su Linux Yocto, un sistema operativo flessibile e affidabile. Il browser Web Chromium supporta HTML5 e carica anche siti Web complessi in modo rapido e fluido, che si tratti di dashboard da applicazioni cloud o visualizzazioni in esecuzione su dispositivi locali con server Web integrato. Questa funzione è particolarmente utile se si utilizzano i PLC modulari della serie XC o i convertitori di frequenza DM1 di Eaton: una volta collegati al pannello web XH300 tramite Ethernet, questi dispositivi possono essere utilizzati per visualizzare con rapidità i dati operativi o le visualizzazioni web.

Può, inoltre, essere installato in formato verticale o orizzontale, mentre l’alimentazione viene fornita tramite una connessione a 24 volt DC. L’interfaccia Ethernet per la trasmissione dei dati semplifica notevolmente la pianificazione, l’installazione e la manutenzione. Durante la messa in servizio, l’utente viene supportato in modo ottimale dal tool di configurazione integrato. Il pannello web XH300 è già disponibile, mentre l’approvazione UL è prevista per il primo trimestre del 2023.

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