Signor Rauter, quale sarebbe il robot perfetto che vorrebbe sviluppare nella sua carriera di ricercatore?
Vorrei rispondere con un aneddoto: Ho avuto un’esperienza fondamentale nell’ambito della mia tesi di dottorato al Politecnico di Zurigo. Ho sviluppato un simulatore robotico di canottaggio con cui si può imparare a remare. Il sistema rileva i movimenti, si accorge degli errori e fornisce un feedback personalizzato, da un lato graficamente e dall’altro guidando la sequenza ottimale con trazione e resistenza. Inoltre, indica i tempi dei movimenti con dei suoni. Quindi il robot fa qualcosa di simile a un trainer umano. La particolarità è che siamo riusciti a dimostrare che un robot può insegnare autonomamente a un umano e persino accelerare il processo di apprendimento.
Che fine ha fatto?
Abbiamo poi utilizzato il concetto di azionamento e controllo del simulatore di canottaggio per un robot di riabilitazione che ora è sul mercato con il nome di "The Float". Il sistema ricorda in qualche modo un’imbracatura da arrampicata con sospensione a soffitto e aiuta ad allenare la deambulazione. ’Float’ segue passivamente il paziente, ma lo sostiene quando è necessario o lo blocca in caso di caduta.
Perché è stata un’esperienza fondamentale?
Dopo molto tempo sono tornato all’ospedale universitario di Balgrist, dove avevamo creato il primo sistema. Naturalmente i terapisti non mi conoscevano più. Mi hanno spiegato il principio funzionale e i vantaggi di "The Float" rispetto alla riabilitazione convenzionale della deambulazione su tapis roulant, senza sapere che avevo sviluppato il sistema. È stato bello vedere che la mia ricerca non solo mi aveva fatto guadagnare pubblicazioni, ma che avevo sviluppato un robot che altri avrebbero potuto e voluto utilizzare.
Per tornare alla questione del robot perfetto: Cosa dovrebbe essere in grado di fare?
Dipende da cosa serve esattamente. Per me, la forza trainante sono le esigenze degli utenti successivi. Ciò può avvenire nel campo della ricerca biologica cellulare, della robotica riabilitativa o nel campo della chirurgia laser. Il mio gruppo di ricerca sviluppa principalmente microrobot e accompagna l’intero processo, dall’idea al prodotto. È straordinario essere coinvolti nella ricerca accademica dall’inizio alla fine. Durante l’intero processo, siamo sempre in stretto contatto con gli utenti, soprattutto in campo medico.
Avete un esempio di sistema su cui state lavorando?
Ad esempio, esiste un sistema mini-invasivo per la chirurgia che può tagliare le ossa con il laser. Questo microrobot dovrebbe essere sensibile come un dito umano, molto mobile e dotato di una buona ottica. Allo stesso tempo, vogliamo che sia il più facile possibile per i chirurghi operare. Ciò che il sistema può fare autonomamente, dovrebbe farlo autonomamente. Ad esempio, l’utente può dire al sistema: "Ecco il punto giusto, ora taglia l’osso proprio qui", senza dover imporre ogni movimento avanti e indietro del laser durante il taglio. Ma anche se il nostro microrobot può fare alcune cose in modo autonomo, rimane uno strumento e non un sostituto del chirurgo. Mi piace metterla in questo modo: Costruisco robot stupidi per persone intelligenti.
Quando si pensa alla ricerca robotica, si pensa a Zurigo e Losanna. Qui a Basilea vi trovate in una posizione solitaria?
Come vive l’ambiente di ricerca di Basilea?
Qui le distanze dagli utenti sono molto ridotte. Il fatto che siamo direttamente inseriti nella Facoltà di Medicina dell’Università di Basilea è un grande vantaggio: grazie allo scambio diretto con colleghi con un background medico, possiamo mettere in funzione i nostri microrobot medici in modo tempestivo. Abbiamo stretto collaborazioni, ad esempio, con l’Ospedale pediatrico universitario di Basilea e l’Ospedale universitario di Basilea. Si tratta di progetti molto fruttuosi in cui i medici ci forniscono informazioni sulle esigenze e dati precisi, che possiamo utilizzare per sviluppare prototipi, che a nostra volta testiamo con il loro aiuto.
Di cosa si tratta, ad esempio?
Con il neurochirurgo Raphael Guzman dell’Ospedale Universitario, ad esempio, stiamo sviluppando un neuroendoscopio con diverse articolazioni, facile da manovrare e la cui rigidità può essere modificata. Dove non si vuole ferire il tessuto, l’endoscopio cede; dove si vuole usarlo efficacemente, diventa più rigido. Dovrebbe quindi comportarsi in modo simile a un dito umano e fornire anche un feedback aptico, cioè dire al chirurgo com’è il tessuto.
Quanto tempo ci vuole perché una cosa del genere arrivi sul mercato?
Dal primo concetto alla maturità del mercato, si parla di circa dieci anni. Bisogna considerare che dietro ci sono molte fasi di sviluppo: Analisi delle esigenze, progettazione, prototipo, test, nuovo prototipo, test e così via. Con il nostro robot di riabilitazione "The Float", siamo riusciti a portare il dispositivo sul mercato in circa sei anni.
Basilea offre quindi molte opportunità di collaborazione. E oltre Basilea?
Grazie al Centro Nazionale di Competenza per la Ricerca in Robotica (NCCR Robotics), finanziato dal Fondo Nazionale Svizzero per la Ricerca Scientifica, i ricercatori di robotica in Svizzera hanno potuto creare una buona rete. Tuttavia, il programma è terminato nel novembre 2022 dopo dodici anni e ora stiamo cercando di espandere ulteriormente la collaborazione dei ricercatori di robotica in Svizzera con una rete nazionale sostenuta da Innosuisse chiamata NTN Innovation Booster Robotics. Ciò coinvolge non solo la ricerca accademica, ma anche l’industria. Sarebbe inoltre auspicabile che i politici fossero maggiormente rappresentati in questa sede, al fine di aumentare la consapevolezza delle esigenze nel campo della robotica in generale e, naturalmente, della robotica medica in particolare.
Cosa servirebbe per sensibilizzare l’opinione pubblica su Basilea come sede della robotica?
La comunità dei ricercatori conosce bene Basilea come sede della ricerca robotica. Stiamo lavorando per portare con successo i sistemi nella clinica, in modo che Basilea venga in mente con la stessa rapidità di Zurigo o Losanna, ad esempio, quando la popolazione svizzera pensa alla robotica.
Georg Rauter è professore associato di robotica chirurgica presso il Dipartimento di ingegneria biomedica dell’Università di Basilea dal marzo 2022. In precedenza, aveva già ricoperto una cattedra da assistente dal 2016 nell’ambito del progetto Miracle (Minimally Invasive Robot-Assisted Computer-guided LaserosteotomE), finanziato per cinque anni dalla Fondazione Werner Siemens. Per chi fosse interessato, offre regolarmente visite guidate al suo laboratorio.
