
La robotica ha fatto enormi passi avanti negli ultimi anni. Grazie ai progressi nella sensoristica, nei materiali responsivi, nelle interfacce uomo-macchina (HMI), nell’intelligenza artificiale (AI) e negli algoritmi software avanzati, i robot stanno diventando sempre più versatili. Oggi assumono forme molto diverse, dai bracci robotici ai robot mobili autonomi (AMR), fino ai robot umanoidi.
I progressi di hardware e software hanno portato allo sviluppo di robot molto più reattivi e interattivi rispetto all’ambiente circostante, capaci di rispondere ai cambiamenti improvvisi in modo più intelligente. Con l’impiego crescente di robot avanzati in numerosi settori, inclusi robot umanoidi dotati di sofisticate capacità di presa e manipolazione, si sta osservando anche un crescente interesse del settore sanitario verso i medici robotici, o robodottori. Questo interesse comprende l’uso dei robot come strumento per fornire servizi sanitari di routine, prevedere emergenze mediche, rispondere ai disastri ed eseguire procedure cliniche complesse. In questo articolo vediamo più da vicino come questi robodottori stiano entrando nel mondo della medicina.
Il primo ospedale AI al mondo
Nel 2024, ricercatori della Tsinghua University in Cina hanno lanciato il primo ospedale AI al mondo: una struttura composta da medici e infermieri basati su intelligenza artificiale in grado di diagnosticare, trattare e monitorare i pazienti. Il “personale clinico” è costituito da agenti autonomi alimentati da large language models (LLM). Finora, l’ospedale comprende quattro infermieri AI[1] e 42 medici AI distribuiti in 21 specialità, con ciascuna specialità addestrata su oltre dieci condizioni cliniche comuni.[2] Gli agenti AI dell’ospedale sono addestrati per interagire in modo autonomo con i pazienti a partire dalla consultazione iniziale e לאורך tutto il percorso di cura, dalla diagnosi clinica al follow-up.
L’ospedale AI ha due obiettivi principali. Il primo consiste nell’utilizzare medici AI dotati di competenze mediche specialistiche, acquisite tramite dataset di addestramento, per offrire un accesso all’assistenza sanitaria più semplice, più economico e disponibile 24 ore su 24, 7 giorni su 7. Il secondo obiettivo è fornire un ambiente virtuale di formazione medica per gli studenti che si avvicinano alle professioni sanitarie. L’ospedale AI mette a disposizione un ambiente virtuale, inclusi pazienti virtuali, in cui gli studenti possono affrontare diversi scenari clinici per migliorare conoscenze e competenze e, di conseguenza, ottenere valutazioni migliori e risultati migliori con i futuri pazienti.
L’ospedale AI della Tsinghua University dimostra come i robodottori possano aumentare l’efficienza medica e rivoluzionare l’erogazione delle cure. La semplificazione dei processi sanitari è stata il risultato più significativo di questa struttura: i medici AI sono in grado di diagnosticare oltre 300 malattie e di seguire fino a 3.000 pazienti al giorno. Ancora più importante, l’ospedale AI tratta grandi volumi di pazienti mantenendo un elevato livello qualitativo, con un’accuratezza superiore al 93% secondo il benchmark MedQA.[3]
Medici e infermieri robotici umanoidi autonomi
I robot umanoidi autonomi con capacità AI avanzate non appartengono più alla fantascienza. Il lancio del robot umanoide Sophia, sviluppato da Hanson Robotics nel 2016, ha segnato l’inizio di una nuova rivoluzione nella robotica umanoide.[4] Grazie ai continui progressi nella tecnologia dei robot umanoidi autonomi, i robot umanoidi abilitati dall’AI stanno entrando anche nel settore sanitario. Per esempio, il robot umanoide Beomni è presente dal 2022 e fornisce servizi assistenziali rivolti agli anziani.[5] L’integrazione dell’AI nei robot umanoidi consente loro di comportarsi in modo più simile agli esseri umani e di trasmettere caratteristiche rassicuranti, un aspetto importante per chi è diffidente all’idea di essere valutato o curato da una macchina. Questo contribuisce ad affrontare uno dei principali nodi legati all’adozione dell’AI nei diversi settori: la fiducia.
Oltre a supportare le normali attività sanitarie, i robot umanoidi possono essere impiegati in situazioni pericolose al posto di un medico umano, che altrimenti metterebbe a rischio la propria salute e sicurezza. Per esempio, nel trattamento di malattie altamente infettive, i robot umanoidi potrebbero assistere i pazienti riducendo il rischio che il personale clinico contragga e diffonda l’infezione all’interno dell’ospedale. Durante la pandemia di COVID-19, il rischio per gli operatori sanitari ha rappresentato costantemente un ostacolo rilevante, e i robodottori offrono una possibile soluzione per prevenire situazioni simili in futuro, così come per affrontare epidemie più localizzate e casi di pazienti con patologie altamente contagiose.[6]
Robodottori per la risposta ai disastri
Se alcuni robot umanoidi si adattano bene alla gestione dei pazienti in ospedali e strutture cliniche, altri robodottori con architettura più simile a quella di un veicolo stanno compiendo grandi progressi nell’ambito della risposta ai disastri. Recentemente, la University of Sheffield, nel Regno Unito, ha sviluppato una nuova piattaforma robotica mobile che combina le capacità di movimento di un veicolo terrestre senza equipaggio controllato (UGV) con la tecnologia di realtà virtuale (VR), consentendo ai medici di valutare la gravità delle condizioni dei feriti in ambienti pericolosi in cui il personale sanitario sarebbe esposto a rischi. Garantendo la sicurezza degli operatori, il robot permette di effettuare un triage remoto da una distanza sicura.
Il robot UGV è dotato di due bracci robotici che consentono di azionare a distanza strumenti medici e di effettuare le prime valutazioni sui pazienti sul campo: controllo della frequenza cardiaca, della temperatura e della pressione arteriosa. Può persino somministrare antidolorifici tramite autoiniettore ed eseguire la palpazione dell’addome. Tutti i dati in tempo reale vengono trasmessi all’operatore, così che il personale sanitario possa prendere decisioni informate sul piano di intervento. La fase successiva di sviluppo di questo robodottore per la risposta ai disastri punta a trasformare la tecnologia in una piattaforma medica di emergenza integrata su larga scala, rapidamente dispiegabile nelle aree colpite da eventi con numerosi feriti.[7]
Robodottori per l’assistenza domiciliare
Anche i robodottori per uso domestico stanno emergendo come applicazione medica concreta. La telemedicina è cresciuta molto in popolarità dopo la pandemia, ma un nuovo robot sviluppato dalla National Taipei University, a Taiwan, è in grado di esaminare e diagnosticare autonomamente le persone direttamente nelle loro abitazioni. Questo robodottore è dotato di un sistema di riconoscimento visivo che attiva il sistema diagnostico del robot quando il paziente si avvicina. I dati clinici del paziente possono essere recuperati prima della diagnosi, e il robot può tenerne conto sfruttando conoscenze di livello specialistico acquisite durante l’addestramento con professionisti sanitari.
Il robot possiede un braccio con sensore cardiaco integrato e termometro incorporato, che si estende quando inizia l’esame fisico. Oltre a fornire indicazioni dirette e a salvare nel cloud i risultati della diagnosi, rendendoli accessibili ai clinici, il robodottore può coordinarsi con medici umani in ospedale tramite comunicazioni di telemedicina, così che il medico possa contribuire con ulteriori valutazioni diagnostiche.
Oltre ai controlli generali di salute, questo robodottore domiciliare è stato addestrato anche per eseguire esami dermatologici nei casi in cui il paziente presenti pustole o condizioni cutanee di origine sconosciuta. L’assistenza sanitaria semplificata offerta da questi robodottori domestici consente ai pazienti di evitare lunghe attese in ospedale o in ambulatorio.[8]
Chirurgia robotica
Oltre ai robodottori autonomi e indipendenti, i robot assistono oggi i chirurghi durante gli interventi. In queste procedure robot-assistite, il chirurgo controlla il braccio robotico che sostiene gli strumenti chirurgici tramite un controller e uno schermo di visualizzazione. Questa applicazione è spesso utilizzata negli interventi mininvasivi, perché consente di effettuare incisioni più piccole rispetto alla chirurgia manuale tradizionale. I robot chirurgici permettono operazioni più precise, poiché i bracci robotici richiedono meno spazio all’interno del corpo durante la procedura, riducendo così il trauma sui tessuti e sugli organi interni. Il chirurgo rimane sempre al comando, e una telecamera endoscopica viene introdotta attraverso l’incisione insieme al braccio robotico per garantire la visibilità necessaria durante tutto l’intervento.
I bracci robotici vengono utilizzati dai chirurghi sia per procedure di minore entità sia per interventi più complessi, tra cui:[9],[10]
- appendicectomia
- colectomia
- chirurgia dell’epilessia
- colecistectomia
- bypass gastrico
- riparazione dell’ernia
- isterectomia
- riparazione della valvola mitrale
- pancreasectomia
- chirurgia cerebrale e spinale
- chirurgia cardiotoracica
- chirurgia generale
- chirurgia ginecologica
- trattamento chirurgico dell’endometriosi
- chirurgia testa-collo transorale
- chirurgia urologica
Conclusione
Sia la robotica sia l’intelligenza artificiale hanno compiuto progressi molto significativi negli ultimi anni, e oggi le loro applicazioni includono anche numerose soluzioni mediche. Anche se il settore sanitario è più regolamentato rispetto ad altri ambiti industriali, esistono già diversi robodottori che stanno avendo un impatto clinico concreto. Resta ancora molto lavoro da fare per migliorare robustezza e versatilità di questi sistemi, ma con il continuo avanzamento di hardware e software il numero di robodottori coinvolti nella sanità quotidiana non potrà che aumentare. Questa crescita renderà disponibili cure essenziali a persone che hanno bisogno di assistenza regolare o immediata, soprattutto in un contesto in cui tempi di attesa e costi continuano ad aumentare in molti sistemi sanitari nel mondo.
Fonti
[1] https://med-tech.world/news/china-worlds-first-ai-hospital-milestone-in-healthcare-innovation/
[2] https://med-tech.world/news/chinas-ai-hospital-transforming-healthcare/
[3] https://rysysthtechnologies.com/insights/chinas-breakthrough-ai-agent-hospital
[4] https://www.hansonrobotics.com/sophia
[5] https://www.beomni.ai
[6] https://www.frontiersin.org/journals/communication/articles/10.3389/fcomm.2024.1420312/full
[7] https://www.sheffield.ac.uk/news/new-robot-medics-go-where-doctors-cant-developed-university-sheffield-scientists
[8] https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8520218
[9] https://www.uclahealth.org/medical-services/robotic-surgery/what-robotic-surgery
[10] https://my.clevelandclinic.org/health/treatments/22178-robotic-surgery

