POLITECNICO

Il Contributo del Politecnico di Milano
alle ricerche spaziali
Introduce il Rettore del Politecnico Prof. Adriano De Maio
I1 Politecnico di Milano ha una grande tradizione
di sviluppo e applicazione di tecnologie
in campo spaziale. In particolare, i tre dipariimenti
promotori di questo convegno rappresentano
l'anima "spaziale" del nostro ateneo,
essendo impegnati da tempo nell'ambito delle
telecomunicazioni, dell'osservazione della
Terra, della progettazione di strutture per
moduli orbitanti e, più recentemente dell'analisi
quantitativa del comportamento motorio
dell'uomo durante l'esposizione prolungata
alla microgravità.
Questo convegno è stato organizzato nell'ambito
di quest'ultimo settore ed è specificatamente
dedicato allo studio del comportamento
motorio dell'uomo in microgravità con la partecipazione
di esperti nazionali ed internazionali
del settore. Ringrazio il Professor Pedotti,
Direttore del Dipartimento di Bioingegneria,
per aver contribuito a far si che questo Convengo,
di cui è principale promotore, sia anche
un'occasione per presentare il ruolo che il
Politecnico di Milano ha svolto nell'ambito
del Programma Spaziale Internazionale.
E un onore e un piacere avere con noi il
Capitano Michael Baker, comandante dello
Space Shuttle e veterano delle missioni spaziali.
La sua visita è uii'opporiuniti unica per
avere una diretta testimonianza delle attività
dell'uoino nello spazio, che in questo caso,
hanno riguardato l'ultima missione del
comandane Baker, culminata con il quinto
dockiiig della navetta Shuttle Atlantis alla
Stazione Spaziale Mir, nell'ambito del programma
congiunto russo-americano "Shuttle
to Mi". Di seguito interverranno il Capitano
Baker e quattro colleghi dei Dipartimenti di
Bioingegneria, Elettronica e Aerospaziale, che
illustreranno le diverse aniine dell'attività del
Politecnico di Milano in campo spaziale.
Ringrazio i relatori e i partecipanti a questo
convegno e vi auguro un proficuo lavoro.
"Human Performance" in microgravità
Antonio Pedotti. Guido Baroni, Giancarlo Ferrigno
Dipartimento di Bioingegneria
Introduzione
Dall'avvento dell'Era dell'esplorazione spaziale
segnata dal lancio dello Sputnik 40 nel 1957 e in
seguito dal volo di Juri Gagarin nel 1961, la ricerca
scientifica e tecnologica in rnicrogravità ha assunto
dimensioni ed importanza sempre crescenti.
Per il mondo medico-scientifico delle Scienze della
Vita, l'assenza di gravità è vista come una condizione
sperimentale unica, in grado di far emergere in una
diversa e spesso più illuminante prospettiva aspetti del-
I iirtemi firiologiu
pii initcrrati dagli oHem
delreiporiuonr alla
miuograviti
Sistema xhelttrito
listenta medare
listema cardiorartolarc
* lirtema rtrpiratorio
* Siami wnrPnali
Sistema rnnoro autonoirio
* Sistema mnoso unink
la fisiologia degli organismi biologici.
I primi voli con equipagjo umano hanno dato il via
allo studio degli effetti che l'esposizione alla microgmviti
comporta sull'uomo.
L'interesse si è sviluppato sotto l'aspetto dell'approfondimento
delle conoscenze fisiologiche, ma anche
più propriamente sulla prevenzione delle degenerazioni
indotte dalla microgravità su molti sistemi dell'organismo
di astronauti e cosmonauti.
Accanto a fenomeni di degenerazione a carico del
sistema muscolo-scheletrico, cardiovascolare e respiratorio,
l'interesse primario del Dipartimento di
Bioingegneria del Politecnico di Milano è stato rivolto
ad aspetti neurofisiolgici di adattamento dei meccanismi
di integrazione seusori-motoria e delle strategie
posturali au'ambiente rnicrogravitario.
In questo senso, le tecnologie di analisi del movimento
sviluppate presso il nostro Dipartimento hanno trovato
un'iniportante applicazione in ambito spaziale, unendo
all'interesse prettamente scientifico una stimolante sfida
tecnologica.
Analisi del movimento in microgravità
L'analisi auantitativa tridiniensionale del movimento
di soggetti in assenza di gravità rappresenta un'aiiività
soerinientale di estremo interesse in anibito scientifico
e tecnologico. In particolare, la caratterizzazione delle
sirategie di movimento investe aspetti di approfondimento
conoscitivo nel campo delle neuroscienze di
base e pone obbiettivi più specificatamente di applicazione
clinica e di ottimizzazione delle prestazione dell'uomo
in ambiente microgravitario.
La raccolta di informazioni di natura cinematica sul
movimento dell'equipaggio di missioni spaziali è stata
basata in esperienze precedenti sull'analisi di fotogmfie
e di video acquisiti in volo.
Metodiche di osservazione qualitativa o video digitalizzazione
bidimensionale (una telecamera) non hanno
tuttavia consentito di ottenere risultati ailidabili in termini
di accuratezza e ripetibilità, precludendo ogni
possibilità di osservare in modo quantitativo e sistematico
l'attività motoria degli astronauti, sia durante attività
lavorative di routine, sia durante l'esecuzione di
specifici protocolli di movimento. Una possibile alternativa
è la cosiddetta "tuta biomeccanica" ("raiige of
i~ioiioii sirit ") che compare come facilif~, disponibile
per attività sperimentali a bordo di ISSA.
L'esperimento tecnologico T3 della missione ESA-
EUROMIR '95 basato proprio su uno strumento del
genere (ANBRE), ha tuttavia evidenziato i limiti di
tale tecnoloeia. "
La costrizione dei movimenti, la necessità di sviluppare
un modello HW specifico per ogni soggetto, una
diilicile e poco stabile calibrazione del sistema ed una
accuratezza che ammette errori anche di IO0 nella
misura degli angoli articolari precludono la possibilità
di raggiungere l'obbiettivo di una accurata e sistematica
valutazione quantitativa delle performance motorie.