Robot umanoidi in ospedale: cosa possono fare (e cosa fanno già), tra bambini e sale operatorie

Compie dieci anni proprio a settembre. Si chiama Pepper, e fin dal suo primo anno in Italia lavora nella Pediatria dell'Azienda Ospedale-Università Padova, dove aiuta i bambini a superare le loro paure, interagisce e gioca con loro. Ma, tranquilli, non si tratta di sfruttamento del lavoro minorile: Pepper è un robottino alto centoventi centimetri, pesa trenta chili, si muove su ruote, ha un tablet all’altezza del cuore e due occhi che si accendono di blu. E sa riconoscere le emozioni. O meglio: grazie a quattro microfoni direzionali e a videocamere tridimensionali sa dire da dove arriva una voce, che tono ha e che espressione ha il volto che gli sta davanti e sa comportarsi di conseguenza. Se il bambino ride, ride anche lui. Se piange, prova a consolarlo. È qualcosa che alle emozioni somiglia moltissimo ed è esattamente qui che comincia la parte interessante della storia.

Pepper fa la sua prima prova in reparto nel settembre 2016, allora una sperimentazione unica nel Paese, grazie all’iniziativa dell’ingegner Roberto Mancin, docente di Informatica Medica all'Università di Padova, e nell'aprile successivo viene donato ufficialmente alla Pediatria dalla Fondazione Salus Pueri. «So benissimo che Pepper è una macchina – ci racconta Mancin – ma vedendo da anni le emozioni che suscita nei bambini non posso negare di provarne pure io nei suoi confronti».

Il principio è quello della pet therapy e della clown therapy: il robot non cura, distrae. Accompagna il bambino nei minuti che precedono un prelievo, un esame invasivo, un intervento; abbassa la soglia dell'ansia e con essa la percezione del dolore, e dunque anche la quantità di farmaco necessaria per sedarlo. C'è pure una ragione pratica: un cucciolo o le bolle di sapone in un ambiente sterile non si possono portare, un robot sì. Ma Pepper non è un presidio medico e non è un terapeuta: è uno strumento nelle mani di medici, infermieri, psicologi ed educatori.

Le domande che ha sollevato non sono mai state così attuali: un robot può davvero riconoscere un'emozione o si limita a leggere un volto? Conta quello che la macchina prova, o quello che il bambino sente? E fino a che punto ha senso che un bambino fragile si affezioni a qualcosa che verrà dismesso?

Sono le domande che, sempre a Padova, lo scorso 28 marzo un seminario ha messo in scena travestendo i relatori da personaggi di Pinocchio, con Pepper nel ruolo del burattino. Nei panni di Geppetto c'era Antonio Chella, professore ordinario di Robotica all'Università di Palermo, dove dirige il RoboticsLab, tra i massimi scienziati italiani di robotica umanoide e autore, tra l’altro, del recente Può un robot emozionarsi ?Riflessioni sull'intelligenza artificiale, la coscienza e le emozioni nelle macchine (Mondadori Università).

A Padova Pepper verrà festeggiato come merita, e tutti potranno assistere attraverso una diretta streaming, con tanto di torta e candeline, anche se la torta, per forza di cose, potranno gustarla solo i bambini. Ma Pepper saprà sicuramente apprezzare, come sempre, la gioia dei bambini e interagire con loro durante la sua festa di compleanno.

Nel mentre abbiamo chiesto ad Antonio Chella di illustrarci cosa fanno i robot umanoidi in sanità e quali sono le motivazioni dell’entusiasmo crescente per queste macchine “intelligenti” simil-umane.

«L’esperienza pionieristica di Pepper nel reparto di Pediatria dell’Azienda ospedaliera universitaria di Padova – ci risponde – è stata certamente un passaggio importante: ha mostrato che un robot poteva entrare in ospedale non per operazioni chirurgiche ma come presenza sociale. A Roberto Mancin va riconosciuto il merito di avere portato un robot sociale tra i bambini ricoverati in un reparto di pediatria, quando esperienze di questo genere erano rarissime.

In questi dieci anni è cambiata soprattutto l’intelligenza che possiamo inserire nei robot. I primi robot sociali operavano attraverso comportamenti in gran parte programmati in anticipo. Oggi possono integrare linguaggio, visione e azione, comprendere richieste formulate in modo naturale e adattare, entro certi limiti, il proprio comportamento alla persona e al contesto. Nel mondo si sperimentano robot chirurgici e riabilitativi, esoscheletri, piattaforme mobili per il trasporto di farmaci e campioni, robot per la telepresenza e il monitoraggio, oltre ai robot sociali destinati a bambini, anziani e persone con disabilità o disturbi cognitivi.

Al RoboticsLab dell’Università di Palermo seguiamo da sempre un principio molto semplice: l’uomo deve rimanere al centro. Cerchiamo quindi di capire se i robot possano restituire autonomia, favorire l’inclusione, facilitare una relazione o rendere più dignitosa la vita di una persona. La macchina può proporre o agire, ma scopi, giudizio e responsabilità devono rimanere umani.

Una delle nostre prime esperienze con i ragazzi è stata il progetto “Robotica e Autismo”, realizzato nel 2014 dal RoboticsLab, in collaborazione con la Neuropsichiatria Infantile dell’Asp di Palermo e con il sostegno del Rotary Club Palermo Est, con cui il RoboticsLab collabora da tempo. In una scuola media di Palermo lavorammo con due ragazzi autistici di undici anni e i loro compagni, e con il robot Nao, una versione più piccola ma simile a Pepper. I nostri robot non sostituivano i terapisti, ma erano uno strumento nelle loro mani e un mediatore del dialogo, utile per lavorare sull’attenzione condivisa, sul riconoscimento delle emozioni e sui turni della conversazione. Ricordo in particolare che uno dei ragazzi, che inizialmente interveniva poco, verso la fine del percorso, cominciò a prendere l’iniziativa nelle interazioni con i compagni. Erano osservazioni preliminari su due soli casi, non una prova clinica. Quell’esperienza ci insegnò che telecamere, computer e la presenza dei ricercatori potevano rendere gli altri ragazzi meno spontanei. Capimmo che non basta progettare il robot, ma bisogna anche progettare con attenzione l’intero ambiente umano in cui è inserito il robot.

Un’altra esperienza a cui sono molto legato è quella svolta dal RoboticsLab presso il Centro Sla del Policlinico dell’Università di Palermo negli anni 2016 e 2017. Coinvolgemmo quattro pazienti con sclerosi laterale amiotrofica in stato locked-in: persone coscienti, ma quasi completamente impossibilitate a muoversi e a parlare. Attraverso un’interfaccia cervello-computer potevano comandare il robot Nao con la propria attività cerebrale, facendolo avvicinare a un bicchiere d’acqua, afferrarlo e portarlo verso di loro. Tre dei quattro pazienti riuscirono a completare il compito dopo un addestramento molto breve. Vedere un’intenzione trasformarsi in un’azione fu molto significativo: il robot Nao diventava una sorta di alter ego artificiale che restituiva al paziente la possibilità di agire nel mondo, sebbene in modo molto limitato.

Al RoboticsLab, proprio quest’anno, abbiamo avviato esperienze preliminari con un robot quadrupede Unitree, una sorta di cane robotico, per studiare possibili forme di accompagnamento per le persone anziane. Procediamo con molta prudenza. La solitudine non si cura con una macchina e un robot non potrà sostituire la presenza di un familiare o di un assistente; può eventualmente offrire un sostegno concreto all’autonomia, ma deve aiutare l’anziano a rimanere connesso agli altri, non diventare un alibi per lasciarlo ancora più solo.

Infine, considero particolarmente importante l’esperienza svolta dal RoboticsLab nel maggio di quest’anno nelle sale operatorie del Polo oncologico dell’Ospedale Civico di Palermo, anch’essa resa possibile grazie al supporto del Rotary Club Palermo Est. Abbiamo scelto di portare Pepper fuori dal laboratorio universitario e di sperimentarlo sul campo, proprio in sala operatoria. La sperimentazione aveva carattere osservazionale e simulativo: non sono stati coinvolti pazienti. Pepper è stato inserito in scenari di preparazione del tavolo chirurgico insieme ai chirurghi, al personale infermieristico e strumentista. Non volevamo insegnargli a “fare il chirurgo” ma comprendere come i professionisti percepissero la sua presenza, quale fiducia fossero disposti ad accordargli e se potesse risultare utile anche nella formazione degli infermieri.

Per me, la ricerca robotica acquista senso quando accetta di confrontarsi con questa complessità. Il laboratorio ci dice se una tecnologia è possibile, ma la sperimentazione sul campo ci aiuta a capire se può essere davvero utile. L’esperienza al Polo Oncologico dell’Ospedale Civico di Palermo ha inoltre fatto dialogare due mondi che troppo spesso rimangono separati: quello degli ingegneri del RoboticsLab e quello dei medici e degli infermieri che attuano concretamente la cura.

In sala operatoria, il nostro principio diventa ancora più evidente: il controllo e la responsabilità devono rimanere saldamente umani. Il robot deve essere uno strumento prevedibile, trasparente e comprensibile nelle mani dei professionisti. Al centro devono esserci le persone che lavorano in sala operatoria e, soprattutto, la sicurezza e la dignità del paziente».

«La carenza di infermieri è reale e molto grave. L’Organizzazione Mondiale della Sanità prevede ancora, per il 2030, una carenza globale di oltre 4 milioni di professionisti. La Cina, inoltre, sta investendo nei robot umanoidi anche in risposta all’invecchiamento della popolazione. Capisco quindi perché l’idea di utilizzare i robot per colmare questa carenza possa apparire convincente. Ma non credo che un robot possa “fare l’infermiere”. Un infermiere non è un insieme di operazioni da automatizzare, ma osserva il paziente, coglie un cambiamento quasi impercettibile, decide in una situazione imprevista, rassicura una persona che ha paura e si assume una responsabilità. La cura è fatta di competenza, ma anche di presenza e di relazione.

Al RoboticsLab guardiamo a questi scenari partendo sempre dall’uomo. I robot potranno trasportare materiali, consegnare farmaci, raccogliere alcuni parametri o aiutare nella movimentazione dei pazienti. Potranno occuparsi delle attività più pesanti e ripetitive, restituendo tempo ed energie al personale sanitario. Le nostre esperienze seguono questa direzione. Personalmente, non vorrei un ospedale in cui l’efficienza tecnologica diventasse il pretesto per avere meno medici, meno infermieri e meno relazioni, ma vorrei un ospedale in cui le macchine si occupassero delle attività ripetitive, lasciando alle persone più tempo per ascoltare, osservare e curare. Esiste un rischio concreto: utilizzare i robot per adattare la sanità alla carenza di personale, invece di impiegare la tecnologia per migliorare le condizioni di lavoro e la qualità della cura. Una scelta organizzativa non può essere presentata come una decisione inevitabile imposta dalla tecnologia. Dietro ogni macchina ci sono persone e istituzioni che ne definiscono gli obiettivi, e sono loro a dover rispondere delle conseguenze.

Il futuro che immaginiamo al RoboticsLab è quello di squadre ibride composte da persone e robot. Ma il centro del gruppo e il comando, inteso come giudizio e responsabilità, devono rimanere umani. La domanda corretta riguarda quanta umanità potremo restituire al lavoro degli infermieri grazie alla tecnologia».

Da ricercatore considero questo un momento straordinariamente interessante. Per molti anni abbiamo avuto robot dotati di buoni corpi ma con capacità cognitive limitate, oppure intelligenze artificiali molto potenti confinate in un computer. Oggi queste due traiettorie si incontrano: l’intelligenza artificiale sta, per così dire, acquisendo un corpo. I modelli più recenti possono elaborare insieme linguaggio, immagini e azioni; sensori, batterie e sistemi di movimento sono diventati più affidabili; la simulazione consente di addestrare i robot prima di portarli nel mondo reale. È comprensibile, quindi, che aziende e governi vedano nella robotica umanoide una nuova grande piattaforma tecnologica e vi investano risorse considerevoli.

La forma umanoide presenta anche un vantaggio pratico: il nostro mondo è costruito intorno al corpo umano. Porte, scale, utensili, scaffali e mezzi di trasporto sono progettati per persone con due braccia e due gambe. Un robot con una struttura simile può integrarsi negli ambienti esistenti senza richiederne la completa trasformazione. Al RoboticsLab, tuttavia, cerchiamo di non innamorarci della forma umanoide. Per alcuni compiti, un quadrupede può essere più adatto; per altri, sono sufficienti un braccio robotico o una piattaforma mobile. La domanda è quale robot sia più utile alla persona che vogliamo a aiutare. Lo stesso vale per l’intelligenza. Non basta inserire un modello linguistico in un corpo robotico. Questi modelli sono molto flessibili, ma possono produrre risposte convincenti ma errate.

Gli investimenti sono dunque giustificati, ma l’entusiasmo deve essere accompagnato dal senso del limite. Tra un video spettacolare, e penso all’esibizione dei robot umanoidi G1 della ditta Unitree per il Capodanno cinese, e un robot capace di lavorare ogni giorno insieme alle persone, c'è ancora una notevole distanza. Rimangono proprio i problemi legati all’interazione tra i robot e le persone.

Sono quindi favorevole agli investimenti e credo che questo sia davvero il momento di investire nella robotica. Ma investire nella robotica, per me e per i miei colleghi del RoboticsLab, significa investire nelle persone attraverso la robotica, chiedersi se una tecnologia aumenti l’autonomia di una persona fragile, renda più sicuro il lavoro, favorisca l’inclusione o restituisca tempo alla relazione di cura.

Esiste poi una domanda ancora più profonda: chi stabilisce gli scopi della macchina? Chi sceglie i dati, i criteri e i limiti delle proprie decisioni? Chi può correggerla o fermarla? E chi risponde quando sbaglia? Il controllo umano non può ridursi a un pulsante di emergenza, ma implica la concreta possibilità di comprendere, contestare e modificare il comportamento del robot.

Per preparare una nuova generazione di professionisti ad affrontare questi difficili problemi, non solo scientifici e tecnici, ma anche etici e politici, abbiamo avviato tre anni fa, all’Università di Palermo, il corso di laurea triennale in Ingegneria Robotica tra i primi in Italia, e proprio in questi giorni abbiamo avuto i primi laureati.

Di fronte agli investimenti miliardari, perciò, la domanda decisiva dovrebbe essere molto semplice: quale problema umano risolve questo robot, chi ne beneficia e chi ne assume la responsabilità? Se non sappiamo rispondere, probabilmente abbiamo messo il robot al centro. Invece, un robot è davvero di successo quando non pretende di diventare protagonista, ma quasi scompare nel beneficio che produce».