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Driver per motori e sistemi di controllo La percezione è solo uno degli aspetti che contribuisce a garantire la sicurezza e la precisione di un robot medica- le. Anche i movimenti devono essere fluidi e controllati. Per questo motivo è necessario utilizzare circuiti elettro- nici di controllo e driver per motori di precisione, oltre a sistemi di retroazione interni operanti ad alta velocità. Gli encoder rotativi forniscono un riscontro relativo al movimento in giunti meccanici robotici particolarmente complessi. Anche se per svolgere tale compito sono sta- ti solitamente utilizzati sensori ottici ad alta precisione, attualmente nelle applicazioni robotiche si tende a privi- legiare i sensori magnetici, più economici e facili da as- semblare. Gli encoder magnetici assoluti in kit della serie AE- AT-901x-S06 di Broadcom (figura 3) sono un esempio di soluzione espressamente ideata per applicazioni robo- tiche. L’alloggiamento integrato dell’encoder semplifica l’integrazione e minimizza gli errori di assemblaggio, ri- ducendo tempi e costi. Questi dispositivi ad alte prestazioni possono determi- nare con precisione la posizione angolare assoluta e ga- rantire risoluzioni fino a 18 bit, offrendo prestazioni del tutto simili a quelle degli encoder ottici. La resistenza all’olio e alla polvere di questi encoder svolge un ruolo fondamentale nel garantire l’affidabilità, contribuendo ad aumentare la durata. Considerazioni conclusive Grazie alla continua evoluzione, i robot medicali hanno tutte le potenzialità per trasformare l’erogazione dell’as- sistenza sanitaria attraverso soluzioni automatizzate e caratterizzate da una maggiore precisione. Tuttavia, per garantire a un robot un’accoglienza favorevole sul mer- cato, i progettisti devono affrontare numerose proble- matiche legate alle normative e soddisfare standard tec- nici rigorosi, bilanciando nel contempo costi e scalabilità. Focalizzando l’attenzione su aspetti quali la precisione, il riscontro in tempo reale e la conformità del progetto ai requisiti di sicurezza e adottando le tecnologie di perce- zione e controllo più avanzate, gli sviluppatori possono accelerare in modo significativo l’integrazione dei robot nelle applicazioni mediche. Percezione e riscontro Per assicurare un movimento preciso dei robot medicali che spesso operano in ambienti complessi sono neces- sarie tecnologie di percezione estremamente accurate. Mouser Electronics propone un’ampia gamma di sensori progettati per supportare i più recenti robot medicali, dai sistemi chirurgici e diagnostici ai dispositivi di riabilita- zione fino alle soluzioni per il monitoraggio dei pazienti. Dispositivi come il sensore di immagine Mira220 in for- mato 1/2,7 con risoluzione di 2,2 MP di ams OSRAM (fi- gura 2) di tipo “global shutter” (otturatore globale) sod- disfa le esigenze dei moderni robot medicali assicurando un bilanciamento ottimale tra prestazioni e costo. A dif- ferenza dei sensori basati sulla tecnologia “rolling shut- ter” (otturatore progressivo), che catturano le immagini riga per riga, quelli di tipo “global shutter” acquisiscono l’intera immagine in una sola volta. Ciò contribuisce a migliorare la precisione delle operazioni di visione artifi- ciale supportate dall’intelligenza artificiale, garantendo la visibilità continua dell’intera scena corrente. In soluzioni quali i robot di servizio usati in ambito me- dicale che devono muoversi nei corridoi degli ospedali, l’otturatore globale del sensore Mira 220 abbinato a una velocità di acquisizione (frame rate) massima di 90 fps (frame per second) permette all’elettronica di controllo di percepire in maniera accurata l’ambiente circostante. Oltre a ciò, il sensore Mira220 utilizza l’interfaccia MIPI CSI-2® per interfacciarsi in modo semplice con micro- processori (MPU) e dispositivi programmabili (FPGA - Field Programmable Gate Array). La possibilità di accede- re ai registri “on chip” tramite l’interfaccia I²C standard semplifica la configurazione e contribuisce a ridurre gli oneri di integrazione. RIFERIMENTI [1] https://www.phin.org.uk/news/record-use-of-robot-assi- sted-surgery-technology [2] https://health.ec.europa.eu/system/files/2021-10/ mdcg_2021-24_en_0.pdf Fig. 3 - Il design degli encoder della serie AEAT-901x-S06 permette di ridurre gli errori e ottenere un riscontro accurato del movimento (Fonte: Mouser Electronics) EO MEDICAL - MARZO 2025 XXIV