Mercoledì 16 marzo si è svolta una lezione/conferenza (a cura dell’ICTP SciFabLab e su invito del prof. Simone Paternich) presso l’ISIA (Istituto Superiore Industrie Artistiche) di Firenze, un istituto statale di livello universitario che offre corsi triennali e specialistici in design del prodotto e della comunicazione. La lezione si è incentrata sulle tecnologie di stampa 3D e sulle loro applicazioni più interessanti per il design di oggetti. Iniziando con l’introduzione a tecnologie e macchine, con particolare attenzione a quelle di basso costo e open, si è brevemente accennato alla loro evoluzione storica per passare poi ad una breve guida pratica al loro utilizzo, scoprendo quali sono gli errori più comuni di modellazione o i problemi in fase di stampa che possono generare difetti nell’oggetto finito.

Questa parte introduttiva ha incluso anche una breve introduzione a come si può realizzare un oggetto 3D utilizzando OpenSCAD, un linguaggio di modellazione per chi si sente programmatore.

Infine nella seconda ed ultima parte sono stati analizzati alcuni oggetti progettati tenendo in debita considerazione i limiti ma soprattutto le peculiarità del processo di stampa 3D FDM, che permettono ad esempio di realizzare complesse parti meccaniche in movimento composte da diversi elementi, il tutto con una sola operazione di stampa, e soprattutto senza necessità di assemblaggio successivo (alcuni esempi utilizzati –tratti dall’immenso archivio di Thingiverse–sono stati: “Platform Jack“, “Wrench, Adjustable, Stubby“, “The Armadillo – A Case of Two Halves“, “Preassembled Spherical Geneva Drive“, “Gear Bearing” e “Blossoming Lamp“). Un altro esempio di oggetto “impossibile” che è realizzabile esclusivamente con il 3D printing è quello del giroide, una superficie geometrica che assomiglia ad una spugna e che presenta caratteristiche di grande interesse che la rendono -ad esempio- uno scambiatore termico ideale.

Slides della lezione: file PDF di 35MB (scaricabile, licenza CC by-sa)

Piccola galleria fotografia dell’evento.

Le interfacce per il controllo della domotica nascono dall’esigenzqa di collegare la grande varietà di elettrodomestici e dispositivi elettronici che, ormai da diversi anni, sono entrati in larga misura nella case degli utenti. Questi sistemi permettono, oltre un generale risparmio energetico, la gestione delle diverse funzioni della propria abitazione, siano esse il controllo della climatizzazione degli ambienti, la gestione dell’illuminazione e dei carichi elettrici, l’apertura e la chiusura di porte e finestre, il sistema di sorveglianza, etc. Un ambiente antropizzato può quindi essere gestito nella sua totalità grazie all’uso delle più svariate tecnologie: computer, touchscreen, smartphone, tablet, o ancora telecomandi e tastiere evolute. Il progetto Hand(s)Home vuole offrire un prototipo di interfaccia utente semplificato per la gestione della casa, che vuole porsi come esempio concreto di sistema universalmente accessibile. Il progetto realizzato è infatti inteso per essere alla portata di tutti: anziani, persone con difficoltà o disabilità fisiche, ma anche per l’utente medio o l’esperto in tecnologia che ha bisogno di una certa immediatezza e semplicità d’utilizzo. L’interfaccia proposta vuole essere un esempio di tecnologia a basso costo aperta al pubblico. L’idea alla base del progetto, costruito con materiali ed elettronica a basso costo, è che chiunque possa accedere ai file della programmazione e del design, così che la tecnologia possa essere riprodotta e migliorata da chiunque voglia proporne una propria implementazione. Il lavoro, che è stato la tesi di laurea magistrale di Giorgia Sperandio e che ha visto svolgersi la sua parte pratico-realizzativa presso l’ICTP SciFabLab, ha avuto inizio da un’analisi dello stato dell’arte nel campo delle interfacce utente (non solo in ambito domotico) e da una ricerca sulle caratteristiche delle interfacce domotiche presenti sul mercato. L’autrice si è poi dedicata al design, alla creazione e all’assemblaggio delle componenti, realizzate tramite stampa 3D e taglio laser. La parte di controllo ha invece sfruttato un microcontrollore Arduino Mega 2560, a cui sono state cablate le componenti necessarie per il funzionamento del sistema.

Si può comprare il libro che descrive il progetto sul sito dell’editore Sandit o prenderlo in prestito nel nostro laboratorio.

L’ICTP SciFabLab ha ospitato i lavori della tesi di laurea di Elena Dall’Antonia, che ha pensato di rendere tangibile l’alfabeto gestuale del LIS. Il progetto la visto la creazione e la realizzazione di 26 manine stampate in 3D, una per lettera dell’alfabeto. Le mani stampate servono per aiutare a capire e apprendere il linguaggio dei segni, attraverso una serie di giochi per bambini che prevedono anche l’utilizzo di una mano robotica controllata da Arduino.

Vi forniamo un link al sito ufficiale per scoprire di più sull’intero progetto, chiamato “Manipolare per Comunicare”. Potete anche leggere un breve articolo che lo descrive.

Il ritrovamento del centro di inizio rotazione del ginocchio e la progettazione di un tutore bi-articolare

A seguito di uno studio basato sul confronto tra traiettorie, è stata determinata l’entità del moto roto-traslatorio effettuato dal ginocchio nel suo movimento di flesso estensione; i risultati hanno poi permesso di progettare un dispositivo meccanico che riproduce tale cinematismo.

Uno studio successivo, basato sull’elaborazione software tridimensionale dei segmenti ossei del ginocchio (verificato poi con stampa 3D), ha permesso di rintracciare tramite una procedura grafico-matematica, il relativo “centro di rotazione” localizzato su ogni singolo condilo femorale attraverso i quali passa l’asse di rotazione del moto roto-traslatorio.

Tale ritrovamento permette così, sia un preciso allineamento tra l’asse di un dispositivo meccanico con quello fisiologico condiloideo, sia la precisa localizzazione del punto antropometrico funzionale dal quale poter misurare esattamente la distanza tra i centri di rotazione delle articolazioni vicine con la creazione di tutori biarticolari (ginocchio-caviglia) o tri-articolari (anca-ginoccio-caviglia) costruiti sugli esatti rapporti antropometrici del singolo, che a differenza degli attuali, evitano conflitti tra le traiettorie causa dell’insorgenza di dolore nel movimento.

Il progetto

Mentre i tutori tri-articolari trovano applicazione negli esoscheletri riabilitativi per paraplegici, un settore specifico nel quale è richiesto l’utilizzo di tutori bi-articolari, è quello che riguarda i pazienti con esiti di poliomielite, pazienti che in genere ogni 2 anni (in Italia) sostituiscono l’ausilio in considerazione dell’usura e/o delle modifiche morfo/anatomiche che la malattia produce.

Seppure il numero di casi di poliomielite sia drasticamente diminuito negli ultimi anni, passando da 350.000 del 1988 ad una media attuale annua di circa 1.000, le problematiche motorie di tali pazienti comunque, non hanno speranza di migliorare e costringono il poliomielitico all’utilizzo del tutore per tutto il resto della vita.

Come già anticipato, attualmente i tutori vengono realizzati su riscontri radiologici, utilizzando in genere degli snodi al ginocchio che però non ripropongono il moto roto-traslatorio (come la fisiologia vorrebbe), ma rotatorio che crea incompatibilità funzionali anche importanti soprattutto nel passaggio dalla posizione in piedi a quella seduta durante il quale c’è l’insorgenza di dolore acuto.

Altro fattore importante sul comfort offerto dal tutore stesso è la qualità del suo confezionamento che dipende in maniera determinante dalla manualità del tecnico ortopedico che predispone il dispositivo stesso.

Alla luce di queste ultime considerazioni il progetto impostato prevede  la realizzazione dei tutori bi o tri articolari che presentino un comfort molto più rilevante vista la possibilità di adottare una movimentazione al ginocchio che rispetti il moto roto-traslatorio peraltro perfettamente allineato con gli assi di rotazione di ogni singola articolazione.

A tal fine il progetto stesso è stato suddiviso in due fasi una iniziale (locale) ed una successiva “globale” ognuna delle quali prevede precisi punti di sviluppo.

Sabato scorso 20 febbraio 2016, al Polo Tecnologico di Pordenone, si è svolta la prima conferenza italiana riguardante la progettazione Open Source. La voglia di far conoscere al pubblico i programmi Open Source si vede già dagli organizzatori dell’evento. Infatti i cancelli vengono aperti alle 8:30 presentando l’evento e gli obiettivi che si pone. Nel corso della mattina si sono trattati molti temi in più lingue dal utilizzo di un Open Source in architettura al chiedersi se i professionisti sono pronti o no per Linux. La mattinata si è conclusa con la tavola rotonda dei FabLab.

Il nostro staff non si ferma tanto per la pausa pranzo e tiene il primo Speed Talk del pomeriggio. Il tema: introduzione ad OpenSCAD. La spiegazione è avvenuta in modo rapido e facilmente comprensibile. Dopo poco Carlo e parte del nostro staff ha tenuto un altro speed talk. Nella quale si accingeva a dimostrare il funzionamento di OpenScad, con esempi presentatito.

Infine, verso la conclusione dell’evento, lo SciFabLab ha proposto al pubblico una conferenza intitolata “Oggetti che si posso realizzare esclusivamente con la stampa 3D: un diverso approccio al design”. Durante la conferenza sono stati presentati esempi di oggetti alternativi che si possono realizzare con la stampa 3D “in modo che si stampi qualcosa di diverso dal solito robottino o vasetto”,  come ad esempio la chiave inglese già assemblata (http://www.thingiverse.com/thing:1302202) o il tavolino regolabile (http://www.thingiverse.com/thing:925556).

Le slide della conferenza del pomeriggio: conferenza_PN

L’ICTP Scientific FabLab ha esteso la sua presenza anche fuori dall’Italia con uno stand alla fiera “Science PicNic” di Zagabria. L’obiettivo della fiera, svoltasi l’11 e 12 dicembre 2015,  è stato quello di avvicinare i giovani alla scienza con la possibilità di sperimentare divertendosi.  All’interno della fiera si potevano and esempio provare delle illusioni ottiche o creare disegni con vari materiali, ma una tecnologia che ha destato molto interesse è stata quella della stampa 3D, che ti permette di realizzare gli oggetti più disparati.

Lo stand dell’ICTP SciFabLab  

Domani, sabato 20 febbraio 2016, una rappresentanza dello SciFabLab sarà presente alla Open Design Conference che il PNlug organizza a Pordenone. Si tratta della prima conferenza italiana sulla Progettazione Open Source, un evento pubblico gratuito molto interessante, in quanto verranno presentati differenti software di progettazione, design e modellazione 2D e 3D accomunati dalla virtù di essere completamente Open Source. Alle 12:20 vi sarà anche la tavola rotonda “FabLab zero fuffa” che riunirà i rappresentanti di alcuni FabLab di Friuli Venezia Giulia e Veneto per parlare di vari argomenti tutti interessanti!

Per maggiori informazioni vi rimandiamo alla pagina web dell’evento.

La conferenza sarà in italiano, ad ingresso libero e gratuito, dalle ore 19:00 alle 20:30 di mercoledì 16 dicembre. Scarica la locandina in PDF.

In occasione delle festività, lo SciFabLab resterà chiuso a partire dal 21 dicembre 2015 e fino all’11 gennaio 2016 inclusi. L’ultimo giorno di apertura del 2015 sarà perciò sabato 19 dicembre dalle 15 alle 21, e quella sera dalle 19 si terrà un rinfresco e brindisi di saluto aperto a tutti gli amici del fablab.

The SciFabLab will remain closed during season’s holiday, starting from 21 December 2015 and up to 11 January 2016 (included). The last opening day for 2015 will be Saturday 19 December, from 3pm to 9pm, and on that evening starting from 7pm we will organize a wishing-well refreshment and toast with all fablab’s friends.

Venerdì 11 e sabato 12 dicembre la squadra dello Scientific FabLab ICTP sarà presente come espositore allo Znanstveni Piknik (Science Picnic) a Zagabria, in Croazia. Mostreremo al pubblico presente le nostre tecnologie da maker (stampanti 3D ed altro) e i nostri progetti, e racconteremo come tutto questo si colleghi a scienza e didattica scientifica. Lo SciFabLab resterà comunque aperto sia giovedì che sabato con i soliti orari.

Friday 11 and Saturday 12 December, the ICTP Scientific FabLab team will be exhibiting at the Znanstveni Piknik (Science Picnic) in Zagreb, Croatia. We will showcase our Maker’s technologies (3D printers, etc) and projects, and how they are related to science and scientific education. The SciFabLab will remain open on Thursday and Saturday, with the usual schedule.