Tecnologie innovative al servizio della riabilitazione: il robot guida BUDD-e e il Progetto GYM

BUDD-e, il robot guida del POLITECNICO DI MILANO per le persone con disabilità visiva, e il progetto GYM, che consente il movimento in individui con sarcopenia, sviluppato dall'IRCCS Galeazzi-Sant'Ambrogio Hospital, parte del Gruppo San Donato, sono esempi di innovazioni tecnologiche nel campo della riabilitazione.

Innovazione e tecnologia sono le parole chiave per coloro che lavorano nel campo della salute, specialmente nell'ambito della riabilitazione. Avere accesso a dispositivi e approcci innovativi è essenziale per i pazienti, non solo in termini strettamente sanitari ma anche per un miglioramento della qualità della vita. Con questo obiettivo in mente, il POLITECNICO DI MILANO e l'IRCCS Galeazzi-Sant'Ambrogio Hospital, entrambi strettamente legati al MIND-Milano Innovation District, hanno sviluppato rispettivamente BUDD-e, un robot guida per persone con disabilità visive, e il progetto GYM, che consente il movimento in individui con sarcopenia.

MIND è tra le aree pilota selezionate da T-Factor, un progetto di ricerca finanziato dall'Unione Europea che esamina il tema degli utilizzi temporanei nei grandi progetti di rigenerazione. Come parte delle iniziative temporanee per attivare l'area e al fine di estendere la conoscenza di ciò che sta già accadendo in MIND, T-Factor, in collaborazione con Edra e ITTBiomed, ha chiesto ai partner e alle aziende presenti in MIND di narrare le loro scoperte scientifiche, studi e azioni innovative, diffondendo scienza e conoscenza.

BUDD-e, il robot guida per ciechi e ipovedenti

Secondo il Ministero della Salute italiano, si stima che ci siano circa 1,5 milioni di persone ipovedenti e 220.000 persone cieche in Italia. In generale, la perdita della vista, nei paesi più sviluppati, è anche associata all'invecchiamento e all'incidenza di malattie degenerative in età avanzata. Le gravi limitazioni visive interessano il 5,0% degli individui oltre i 65 anni, arrivando al 8,0% nelle persone oltre i 75 anni.

BUDD-e, acronimo di Blind-assistive aUtonomous Droid Device, è un innovativo robot assistivo che accompagna individui ciechi e ipovedenti in ambienti aperti come ospedali o centri sportivi. È stato progettato da un team multidisciplinare guidato dal coordinatore scientifico Prof. Marcello Farina e dal project manager Prof. Emanuele Lettieri, e finanziato dal POLITECNICO DI MILANO attraverso il programma di supporto Polisocial Award 2021, il programma di impegno sociale e responsabilità dell'università. Il progetto sta ora entrando nella fase due, dove verrà utilizzato in spazi pubblici nelle città di piccole e medie dimensioni.

Cosa è BUDD-e e come funziona il robot

BUDD-e consiste nel robot mobile autonomo Yape, dotato del cosiddetto smart tether system, un dispositivo che collega il robot alla persona con un cavo, dotato di una maniglia attraverso la quale l'utente è collegato e guidato. Sono presenti anche sensori LiDAR (Light Detection and Ranging) per la rilevazione degli ostacoli o della presenza di persone, consentendone l'evitamento. La massa totale del robot è di circa 40 kg, raggiunge una velocità massima di circa 20 km/h, e può affrontare pendenze fino a 10°. Il design del robot è stato accompagnato dallo studio di spazi accessibili, inclusivi e customer-centered per ottimizzarne l'impatto.

Una volta mappata l'area di interesse, BUDD-e può fungere da guida in ambienti aperti senza la necessità di caregiver o cani guida. Il suo utilizzo è rivolto a individui gravemente ciechi o ipovedenti, fornendo una risorsa essenziale per la mobilità e l'orientamento autonomi.

Nella fase iniziale di sviluppo e sperimentazione, il progetto è stato testato presso l'Ospedale Niguarda e il Centro Sportivo Giuriati a Milano. Ora, BUDD-e sta entrando nella sua seconda fase, che ne prevede la distribuzione in città di piccole e medie dimensioni. Gli utenti potranno utilizzarlo in aree specifiche come parchi e zone pedonali nel centro della città. Per ciascuno spazio pubblico, un operatore deve "insegnare" a BUDD-e la mappa del luogo tele-guidando il robot nell'ambiente in cui deve operare.

L'uso di BUDD-e sarà possibile tramite prenotazione con un'app. Gli utenti potranno indicare la destinazione tramite l'app e BUDD-e li aiuterà a muoversi nello spazio, indicando la direzione da prendere attraverso il sistema di smart tether system e segnali acustici. Questa nuova fase rappresenta un passo significativo nell'evoluzione del robot, mirando a fornire benefici tangibili in contesti quotidiani.

La sarcopenia è una patologia associata all'invecchiamento, causata da una riduzione della forza muscolare, della qualità muscolare e delle prestazioni fisiche, che porta a un declino della salute e della qualità della vita. C'è un aumento del 30% del rischio di cadute, del 30% nelle fratture e un 18% di insorgenza precoce di condizioni croniche. Attualmente, non ci sono farmaci per trattarla. Per rallentare la progressione, è raccomandata l'attività fisica, in particolare gli esercizi di rinforzo muscolare.

In questo quadro, entra in gioco il concetto di terapia digitale, basato sull'uso di applicazioni per smartphone, software e dispositivi indossabili. Le terapie digitali possono fornire agli individui una guida personalizzata, un monitoraggio continuo e un rinforzo positivo per modificare le abitudini e migliorare la salute, compreso un programma di allenamento e riabilitazione.

Sulla base di queste premesse, è stato sviluppato il progetto GYM - Grow Your Muscle, grazie al finanziamento della Ricerca Finalizzata del Ministero della Salute italiano.
L'obiettivo è quello di consentire l'esecuzione di esercizi da fare a casa, tramite allenamento a corpo libero, per persone anziane con sarcopenia.

Il progetto è stato sviluppato dal gruppo di ricerca guidato dal Dott. Matteo Bonato dell'Università di Milano e ricercatore presso l'IRCCS Galeazzi - Ospedale Sant'Ambrogio. Per il progetto è stata creata una piattaforma, composta da un'applicazione per smartphone dove gli individui trovano video-tutorial per l'esecuzione corretta degli esercizi a corpo libero; e un monitor della frequenza cardiaca viene utilizzato per monitorare proprio la frequenza cardiaca durante l'allenamento domiciliare. È disponibile anche un sito web dove i professionisti dello sport possono monitorare in remoto la progressione del programma di attività fisica domiciliare.

Attualmente, la piattaforma sta subendo una validazione attraverso uno studio clinico scientifico che vede la collaborazione tra l'Ospedale San Raffaele, l'IRCCS Galeazzi-Sant'Ambrogio e la Scuola di Scienze dello Sport dell'Università di Milano. Lo studio prevede il reclutamento di circa 200 anziani con sarcopenia divisi in due gruppi: un gruppo sperimentale, che svolge attività fisica domiciliare attraverso la piattaforma, e un gruppo di controllo che riceve un programma di allenamento tradizionale su carta. I partecipanti vengono valutati all'inizio dello studio, nonché dopo 12 e 48 settimane, con un esame clinico, test di funzionalità muscolare, questionari psicologici e cognitivi, e esami radiologici per valutare la massa muscolare. I dati preliminari dei partecipanti che hanno completato le prime 12 settimane del protocollo indicano che l'allenamento con GYM ha aumentato la forza muscolare del 5%, la massa muscolare del 3,5% e ridotto il rischio di cadute del 15%.

Attualmente, la terapia digitale è considerata il futuro per la prevenzione e il trattamento delle malattie croniche. Pertanto, i risultati preliminari di questo studio sono certamente incoraggianti per fornire una realtà concreta per la prevenzione, la gestione e il trattamento della sarcopenia. Soprattutto, potrebbe consentire un invecchiamento attivo con un significativo miglioramento della qualità della vita. 

Articolo tradotto in italiano dalla testata on-line ITTBioMed