Robot sanitari da utilizzare come assistenti e caregiver

In alcuni mercati, come quello giapponese, i robot sono presenti da anni negli ospedali e nelle case di riposo. Una nuova generazione di robot, detti cobot, basati sull'intelligenza artificiale e l'apprendimento automatico, sta ora assumendo un ruolo più attivo nel trattamento dei pazienti.

I primi robot per l'assistenza medica sono arrivati negli anni '80. I chirurghi utilizzavano bracci robotici per eseguire interventi complessi in cui l'accesso era difficoltoso ed era necessaria una maggiore precisione. Oggi, l'uso della visione computerizzata avanzata e dell'intelligenza artificiale (IA) sta cambiando la robotica medica. Molti tipi di robot diversi svolgono vari compiti in diverse aree dell'assistenza sanitaria.

Robot di assistenza chirurgica

Nuove tecnologie come l'intelligenza artificiale, l'apprendimento automatico e la visione computerizzata consentono ai chirurghi di eseguire operazioni complesse con nuovi livelli di precisione, velocità e sicurezza. In alcuni casi, robot autonomi eseguono automaticamente alcuni compiti di base, monitorati dal chirurgo da una sala di controllo.

L'apprendimento automatico e la visione computerizzata consentono ai robot chirurgici di aiutare i chirurghi a distinguere i diversi tessuti, come nervi e muscoli, durante le procedure più complesse. Inoltre, con l'aiuto dell'imaging 3D ad alta definizione, alcuni robot possono svolgere piccoli compiti come la sutura ad alta precisione.

Ad esempio, il sistema da Vinci, creato nel 2000 da Intuitive Surgical, è stato progettato per supportare i medici nell'esecuzione di interventi di bypass cardiaco minimamente invasivi. Successivamente, nel 2003, l'azienda è confluita nel maggior concorrente esistente: Computer Motion. Attualmente, la quarta generazione di da Vinci offre visualizzazione 3D e strumenti da polso in una piattaforma ergonomica. È considerato lo standard per diverse procedure laparoscopiche e viene utilizzato per quasi il 75% di un milione di interventi ogni anno. L'azienda intende puntare su nuovi tipi di procedure, ad esempio nei segmenti della chirurgia colorettale, transorale e transanale, fornendo piattaforme fisiche e di dati per lo studio del processo chirurgico. Ad esempio, l'app My Intuitive dell'azienda aiuta chirurghi e dirigenti ospedalieri a identificare le tendenze durante gli interventi chirurgici. Possono vedere quali strumenti vengono utilizzati, a quante sessioni di formazione hanno partecipato e molto altro.

I robot autonomi sono sempre più intelligenti e iniziano a farsi strada nelle sale operatorie. In uno studio recente, un gruppo di chirurghi ha utilizzato un dispositivo denominato Smart Tissue Autonomous Robot (STAR) per eseguire un intervento completamente autonomo su tessuti molli, in una procedura detta anastomosi intestinale.

Esoscheletri

Ogni anno, migliaia di persone in tutto il mondo subiscono incidenti o altri eventi imprevisti che causano lesioni neurologiche, capaci di compromettere parzialmente o totalmente la loro mobilità.

Con cure adeguate e una mobilità assistita, molti pazienti hanno la possibilità di riprendersi da alcune delle lesioni subite, se non da tutte. Per le persone con danni irreversibili alla colonna vertebrale, la mobilità assistita può migliorare notevolmente la qualità della vita. Il recupero post-operatorio può essere notevolmente migliorato con l'aiuto di robot per la mobilità come gli esoscheletri.

Negli ultimi 20 anni sono stati sviluppati nuovi dispositivi e tecnologie per aiutare le persone con difficoltà motorie. Alcuni tipi specifici di esoscheletri, ad esempio, possono aiutare i pazienti a recuperare in parte la locomozione o la destrezza.

Questi robot stanno trasformando i processi di guarigione, in cui un'intensa terapia fisica contribuisce ad allenare il corpo a muoversi di nuovo normalmente. Gli esoscheletri possono aiutare fisicamente i pazienti e aumentare la loro fiducia e tutto ciò si traduce in un processo di guarigione più rapido. Purtroppo, la tecnologia per la mobilità assistita è costosa e poco diffusa.

Un team dell'Università politecnica della Catalogna (UPC) ha dedicato gli ultimi otto anni di lavoro alla creazione dell'esoscheletro ABLE: si tratta di un dispositivo leggero ideato per i pazienti con lesioni del midollo spinale a livello neurologico dalla vertebra cervicale C7 alla vertebra lombare L5.

L'attuale design di ABLE incorpora le più recenti tecnologie di robotica, motori elettrici, stampa 3D, cloud computing e connettività wireless.

Robot sociali

In Giappone, i robot sociali che interagiscono direttamente con le persone vengono utilizzati da molti anni negli ospedali e nei centri di cura. Questi robot "amichevoli" offrono interazione sociale e monitoraggio.

I robot socialmente interattivi (SAR) possono rivelarsi utili in interventi non farmacologici basati sulla comunicazione verbale, come il sostegno e la cura delle persone affette da demenza. Stabilire una comunicazione verbale con una persona affetta da demenza richiede tempo e fatica: un robot può rimanere con il paziente per tutto il tempo necessario, fornendo compagnia e interazione.

Oggi i robot sono presenti in molti paesi, visti i vantaggi dimostrati a livello di trattamento e di compagnia, soprattutto nell'assistenza agli anziani. I robot possono ricordare ai pazienti di prendere le medicine e mantenerli vigili fornendo un coinvolgimento cognitivo. Attualmente, il vantaggio principale dei SAR è ridurre il carico di lavoro di caregiver e infermieri assistendo i pazienti in modo autonomo.

Ne è un esempio Pepper, un robot umanoide realizzato da Softbank Robotics, che è il primo robot sociale in grado di riconoscere i volti e le emozioni umane di base. Pepper è alto 120 cm ed è dotato di quattro microfoni nella testa, due telecamere HD nella bocca e sulla fronte e un sensore di profondità 3D dietro gli occhi.

Pepper è in grado di svolgere diversi compiti semplici, come impartire esercizi e interagire con persone anziane che potrebbero avere difficoltà nella conversazione. Va detto che Pepper deve essere monitorato da un operatore sanitario che sappia come farlo funzionare.

Robot di servizio

Un altro uso quotidiano dei robot nel settore sanitario è il supporto alle attività logistiche di routine, come la pulizia, il monitoraggio delle forniture, il rifornimento degli armadietti, il trasporto delle attrezzature all'interno delle strutture e così via.

Il robot TUG di Aethon è un robot di servizio che svolge proprio questi compiti. TUG è in grado di muoversi in ambienti complessi e mutevoli per consegnare la biancheria alle unità infermieristiche in base a una pianificazione o alle necessità.

I robot di servizio possono anche aiutare nelle operazioni di pulizia e disinfezione. Nelle strutture medico-sanitarie come gli ospedali, l'igiene e la pulizia rivestono la massima importanza. Con l'inizio della pandemia di COVID-19, molti paesi hanno sfruttato le tecnologie esistenti come la robotica e l'intelligenza artificiale per contribuire a evitare la diffusione dei virus.

I robot possono utilizzare la luce ultravioletta (UV), i vapori di perossido di idrogeno o la filtrazione dell'aria per contribuire a ridurre il rischio di infezioni e sterilizzare in modo uniforme i luoghi raggiungibili. Un prototipo di robot mobile autonomo sviluppato dalla startup Akara è in fase di sperimentazione per un compito di routine ma essenziale: la disinfezione di superfici contaminate tramite luce ultravioletta. Lo scopo è aiutare gli ospedali a sterilizzare le camere e le attrezzature, contribuendo alla lotta contro il virus.

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Il futuro della robotica nel settore sanitario

Con il progredire dell'apprendimento automatico, dell'analisi dei dati, della visione computerizzata e di altre tecnologie, la robotica medica si evolverà per completare le attività in modo più autonomo, efficiente e accurato.

Oggi la robotica sanitaria utilizza l'imaging avanzato e la realtà aumentata e virtuale per procedure di formazione e monitoraggio. Le nuove piattaforme di simulazione aiutano i chirurghi a pianificare le procedure e ad esercitarsi in attività complesse prima di tentarle sui pazienti.

In molti paesi gli operatori sanitari scarseggiano. Per i servizi sanitari pubblici e i fornitori privati è molto più difficile reperire medici e infermieri per coprire le posizioni aperte.

Si potrebbe immaginare un prossimo futuro in cui i robot sostituiranno completamente medici, infermieri e altri operatori in alcuni compiti come la diagnosi, la chirurgia di base e l'assistenza quotidiana. Tuttavia, prima di sostituire gli operatori sanitari con delle macchine, dovremo considerare il fattore umano e gli effetti da un punto di vista sociologico. Per realizzare questo futuro, sarà anche necessario apportare modifiche a molte normative esistenti.

Con il continuo sviluppo a livello di capacità e complessità dei robot, interagiremo sempre di più con loro nella vita quotidiana, anche nelle strutture sanitarie e nelle residenze per anziani.

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