HEAL9000

Il progetto HeAL9000 propone la realizzazione di un “Robot di servizio” in ambito Healthcare. Si intende sviluppare una piattaforma che offra capacità cognitive in un Robot capace di: (i) apprendere informazioni attraverso la percezione dell’ambiente in cui opera, (ii) interagire con persone e oggetti dell’ambiente in modo da prendersi cura dei pazienti in modo naturale, (iii) monitorizzare eventi ed azioni contestuali da attivare in caso di eventualità specifiche.

La piattaforma software di supporto al rilascio di tale agente robotico avrà il compito di gestire il ciclo di vita (dal training alla validazione) dei processi di Machine Learning e Process Mining che abilitano le funzionalità cognitive sopra sottolineate, per migliorarle in base alle informazioni ottenute sul campo ed adattarle al contesto di utilizzo e all’utilizzatore.

La produzione del prototipo preindustriale progetterà un “agente cognitivo” complesso, in grado di anticipare le necessità dell’utente sulla base del monitoraggio fisiologico/ambientale e di fornire assistenza sia in termini di risposta a situazioni avverse, che in termini di stimolazione fisico/cognitiva per il miglioramento della qualità della terapia. L’architettura proposta dovrà garantire l’installazione e l’aggiornamento di nuovi modelli validati via OTA (Over The Air) in modo da sostenere in modo evolutivo l’intelligenza del Robot ed allinearne le caratteristiche alle ricerche ed agli studi di settore.

Il Robot, con la sua sensoristica e capacità computazionale, dovrà adattare il modello di funzionamento all’ecosistema in cui è inserito. Sarà capace di apprendere i comportamenti abitudinari del soggetto con cui interagisce, le azioni che il soggetto deve necessariamente eseguire, monitorare i principali parametri rilevabili direttamente o interagendo tramite sensori ambientali, sensori indossabili e device specializzati. Il Robot sarà quindi in grado di analizzare la mole di informazioni rilevate sul campo (sensing) (i) direttamente on site o (ii) utilizzando un servizio esterno (es. in cloud); allo stesso tempo potrà attuare azioni dirette sia decidendo azioni necessarie (act) o determinando le risposte appropriate alle domande del soggetto monitorato: le iniziative potranno prevedere azioni autonome o risposte/azioni verso altri dispositivi connessi, agendo quindi da gateway intelligente verso di essi.

Gli obiettivi perseguiti nell’ambito del progetto sono quindi:

1. Studiare i meccanismi di interazione terapista-paziente al fine rendere più efficace un trattamento riabilitativo robot-mediato rispetto all’attuale stato dell’arte. Si analizzeranno quali sono i meccanismi che si celano dietro l’interazione multimodale tra terapista e paziente durante un trattamento tradizionale, allo scopo di sviluppare tecnologie in grado di replicarle nel trattamento riabilitativo con robot.
2. Sviluppare il sistema di comunicazione verbale e di interazione fisica e cognitiva. Al fine di replicare le modalità di comunicazione e interazione multimodale tipiche del binomio terapista-paziente, verrà sviluppato un sistema di interfacciamento con il paziente che integri un sistema di sintesi vocale per la comunicazione verbale con il paziente, un sistema di visione per il riconoscimento dei gesti e delle espressioni facciali del paziente e un sistema di monitoraggio dello stato biomeccanico e psico-fisiologico del paziente. Il sistema sarà in grado di orchestrare la componente di controllo motorio e la componente di controllo del dialogo in modo da sfruttare le dipendenze reciproche e progettare un planning integrato.
3. Sviluppare un terapista robotico intelligente. Il sistema robotico sarà dotato di manipolatore e gripper per la manipolazione dell’arto del paziente. Verrà sviluppata un’architettura di controllo autonomo del robot in grado di stabilire un’interazione di tipo simbiotico con il paziente. Da un lato il sistema esibirà capacità linguistiche atte a sostenere naturalmente il dialogo con il paziente e, al contempo, potrà controllare il dialogo sulla base degli scopi terapeutici e dello stato del paziente, attraverso modelli espliciti del suo contesto fisico della sua condizione emotiva. Dall’altro, il sistema sarà in grado di apprendere e progressivamente migliorare il proprio comportamento adattandolo al paziente e all’evoluzione delle sue condizioni motorie e psicofisiologiche, durante la singola sessione riabilitativa e nel tempo.
4. Validazione del sistema in ambiente operativo. Il sistema HeAL9000 sarà validato sperimentalmente presso l’Università Campus Bio-Medico, preliminarmente su soggetti sani e successivamente su pazienti affetti da patologie di carattere neurologico e muscoloscheletrico.
   
   

PARTNER

• Reveal S.r.l. 
• Exprivia S.pA.
• Università Campus Bio-Medico di Roma 

Link al sito di progetto: http://imtproxy.exprivia.it/HeAL9000/

Progetto cofinanziato dall’Unione Europea
POR FESR LAZIO 2014/2020 – REGIONE LAZIO
Avviso pubblico “Progetti Strategici - 2019”
Numero protocollo A0320-2019-28108
HeAL9000 Codice CUP B84I20001880002