AI-MOKA: l’intelligenza artificiale al servizio delle persone affette da sclerosi multipla

Il progetto AI-MOKA, realizzato in collaborazione tra i gruppi di ricerca RTECH (Rehab Technologies), PAVIS (Pattern Analysis and Computer Vision) di IIT (Istituto Italiano di Tecnologia) e FISM (Fondazione Italiana Sclerosi Multipla), all’interno dello Spoke 2 di RAISE, si propone di rispondere a questa domanda, focalizzandosi sulla preparazione del caffè, un’attività culturalmente significativa in Italia.
Le persone con sclerosi multipla riscontrano spesso difficoltà nella manipolazione degli oggetti, nel mantenimento dell’equilibrio e nell’esecuzione di compiti che richiedono attenzione. Questi disturbi possono riflettersi nelle attività di vita quotidiana, soprattutto se richiedono di attivare queste funzioni insieme, come, ad esempio, preparare un pasto o anche solo il caffè.
Integrando tecnologie all’avanguardia in un ambiente ecologico, il gruppo di ricerca di AI-MOKA mira a estrarre metriche utili per valutare le prestazioni motorie e cognitive delle persone con sclerosi multipla.
Le prime acquisizioni, avvenute il 11/04/2024 presso la sede ligure dell’AISM (Associazione Italiana Sclerosi Multipla) a Genova, rappresentano un primo passo fondamentale per rispondere alla nostra domanda.

Ecosistema Raise – AI MOKA intelligenza artificiale al servizio delle persone affette da sclerosi multipla
Immagine tratta dalla registrazione degli occhiali sensorizzati, che seguono lo sguardo del soggetto (pallino rosso) durante il gesto. Autrice del video da occhiali sensorizzati (da cui è tratto questo frame): Giulia Bodo. Crediti: RAISE

L’ambiente ecologico scelto è quindi una vera e propria cucina in cui il team del progetto, in questa prima fase, ha chiesto ad una persona di preparare un caffè, indossando degli occhiali, che seguono e registrano lo sguardo e il movimento oculare. L’analisi dei dati raccolti da questi occhiali consentirà di individuare automaticamente le diverse fasi dell’attività e stimare il carico cognitivo, attraverso lo studio di dove viene fissato lo sguardo e della dimensione della pupilla durante il gesto. Nei prossimi mesi, verranno effettuati ulteriori esperimenti, nello stesso ambiente.
Le tecnologie e i dispositivi sviluppati da questo progetto e in generale dallo Spoke 2, coordinato da Lorenzo de Michieli (IIT), porteranno valore aggiunto agli ospedali e ai servizi sanitari nazionali, a beneficio dei cittadini liguri e italiani.

Didascalia immagine di copertina: Andrea Tacchino, ricercatore FISM, mentre esegue il caffè presso la cucina del Servizio di Riabilitazione AISM Ligure a Genova indossando gli occhiali sensorizzati.
Autore: Ludovico Pedullà
Crediti: RAISE

Primi risultati di RAISE nell’ambito della salute, intelligenza artificiale e robotica, al Forum Europeo della Robotica

È il punto d’incontro per ingegneri, accademici, imprenditori, investitori, così come utenti finali e decisori politici nel campo della robotica da tutta Europa e oltre.

In questo contesto, nell’edizione di Rimini, dal 12 al 15 marzo 2024, tre ricercatori di IIT, Lorenzo Natale, Raffaele Colombo, Marco Randazzo, afferenti al gruppo di ricerca Humanoid Sensing and Perception, hanno presentato i risultati preliminari della ricerca che stanno sviluppando su robotica ed intelligenza artificiale applicate all’assistenza sanitaria remota e personale, nell’ambito dello Spoke 2 di RAISE.

Un primo studio, prevede l’uso di robot umanoidi per l’assistenza alle persone. Il robot “umanoide” è una tipologia di robot che imita l’aspetto e il comportamento degli esseri umani.

Allo stato attuale il robot è stato integrato nella rete di sensori di un ambiente intelligente e può interagire con le persone tramite comandi vocali, muoversi nello spazio, riconoscere oggetti e le azioni delle persone.

Per far vedere al pubblico del convegno queste capacità, i tre ricercatori di RAISE hanno realizzato una dimostrazione nell’area espositiva, dove il robot esegue la ricerca di un oggetto muovendosi all’interno di un’abitazione.

Questo lavoro è stato quindi dimostrato dal vivo con il robot R1, che ha la capacità di muoversi e percepire l’ambiente rilevando oggetti e interagendo con gli esseri umani utilizzando il linguaggio naturale.

R1 è un robot di IIT, pensato proprio per svolgere una serie di compiti a supporto delle persone, ad esempio in un contesto domestico o lavorativo.

Nell’ambito di RAISE, per un secondo studio, i tre ricercatori di IIT, in collaborazione con il gruppo di IIT Rehab Technologies, stanno utilizzando tecniche di AI per il controllo dei giunti di una protesi. Tale protesi riproduce la forma della mano. Il gruppo di ricercatori sta sviluppando una rete neurale che è in grado di stimare la struttura tridimensionale di una scena, a partire dall’informazione delle telecamere a bordo della protesi. È una mano quindi che registra immagini video, una mano “che vede”. Questa informazione sarà utilizzata per pianificare i movimenti di presa degli oggetti.

Lo Spoke 2 di RAISE, coordinato da Lorenzo de Michieli (IIT) ha come campo di attività quello della salute. L’obiettivo è creare i presupposti tecnologici per un sistema di assistenza distribuito, connesso e personalizzato, affrontando quattro sfide tecnologiche principali: fornire assistenza domiciliare attraverso la creazione di ambienti intelligenti ed interattivi, favorire la personalizzazione dei trattamenti medici attraverso i gemelli digitali, supportare la creazione di ecosistemi di riabilitazione e migliorare la diagnostica futura basata sulle immagini.

Immagine di copertina:
Il robot R1 e Raffaele Colombo allo stand di IIT, durante ERF, per presentare i primi risultati dello Spoke 2 di RAISE.
Autore: Lorenzo Natale (IIT).
Crediti: RAISE, Spoke 2

AI e machine learning per la riabilitazione neurologica: le novità dal congresso SIRN 2024

Quest’anno uno dei principali focus del convegno riguarda l’innovazione tecnologica con particolare attenzione all’Intelligenza Artificiale, dal machine learning ai modelli prognostici, prendendo anche in considerazione gli aspetti etici e normativi.

SIRN 2024  ha dedicato una sessione speciale “Italia domani: le sfide e le opportunità del PNRR per la neuroriabilitazione” alla presentazione dei progetti PNRR con contenuti rilevanti per la riabilitazione neurologica.

È intervenuta la Prof. Maria Cristina Messa che come Ministra dell’Università e della Ricerca ha avuto un ruolo cruciale nell’impostazione delle iniziative PNRR in ambito istruzione e ricerca.

Sono stati quindi presentati due partenariati estesi (MNESYS su neuroscienze e neurofarmacologia, AGE-IT su invecchiamento), un progetto PNC complementare (FIT4MEDROB su robotica in medicina) e due ecosistemi per l’innovazione, quello toscano (THE, centrato sull’innovazione in sanità) e quello ligure RAISE, centrato su AI e Robotica come driver tecnologici in diversi ambiti.

Presentando l’ecosistema dell’innovazione RAISE, il Prof. Vittorio Sanguineti – Dipartimento di informatica, bioingegneria, robotica e ingegneria dei sistemi (DIBRIS) dell’Univestità degli studi di Genova – ha descritto la struttura e l’organizzazione del progetto.

Si è soffermato brevemente su obiettivi e attività in corso nell’ambito dello Spoke 2, più direttamente attinente ai temi del congresso. Ha poi concluso presentando i bandi a cascata conclusi e quelli appena avviati.

“Dal congresso sta emergendo la consapevolezza che la riabilitazione neurologica è sulla soglia di una rivoluzione. Questa rivoluzione è innescata dalle applicazioni dell’AI e del machine learning che hanno un potenziale grande impatto su predizione degli esiti dei trattamenti, sulla loro pianificazione e (più in prospettiva) sulla loro conduzione, con grandi promesse e inedite implicazioni etiche.

E’ stata evocata più volte la nozione di digital twin del paziente, come strumento chiave per la riabilitazione personalizzata. Questi temi sono ben presenti in RAISE e credo che questo aspetto sia stato colto e apprezzato da chi era presente alla presentazione.

Dopo la presentazione ho avuto diverse interazioni con rappresentanti di aziende, comprensibilmente interessati ai bandi a cascata ma ancora di più al nostro approccio ‘culturale’ all’innovazione tecnologica in questo ambito.”

Pubblicato l’Avviso per il finanziamento di progetti di ricerca, sviluppo e sperimentazione negli ambiti di interesse dell’ecosistema RAISE – Spoke 2

L’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) è promotore dell’Avviso pubblico per la selezione di proposte progettuali presentate da Università pubbliche ed Enti pubblici di ricerca localizzati nelle regioni del Mezzogiorno per la realizzazione di attività di ricerca, sviluppo e sperimentazione negli ambiti di interesse dell’Ecosistema RAISE – Robotics and AI for Socio-economic Empowerment, finanziato dall’Unione Europea – Next Generation EU su fondi PNRR MUR – M4C2 Investimento 1.5.

L’Avviso ha l’obiettivo di consolidare e potenziare le competenze espresse dall’Ecosistema RAISE, coinvolgendo Enti e Atenei del Sud Italia, allargando la rete delle collaborazioni e favorendo virtuose sinergie con altre iniziative finanziate dal MUR sui fondi PNRR (Centri Nazionali, Partenariati Estesi, altri Ecosistemi dell’Innovazione).

L’IIT, Soggetto Esecutore leader dello Spoke 2 “- Smart Devices and Technologies for Personal and Remote Healthcare” all’interno dell’Ecosistema RAISE, assegna all’Avviso una dotazione finanziaria iniziale pari a € 1.000.000 per progetti ricerca, sviluppo e sperimentazione, con l’obiettivo di contribuire ad integrare le competenze e le capacità già presenti nelle linee di attività dello Spoke 2, ampliarne la portata e l’impatto dei risultati, ed avviare collaborazioni in diverse aree geografiche.

La principale sfida di Spoke 2 è quella di sfruttare le potenzialità della robotica e dell’intelligenza per definire il paradigma di “connected care”, fondato sulla personalizzazione, previsione, prevenzione e partecipazione. In particolare, Spoke 2 affronta quattro sfide tecnologiche nell’ambito della robotica e dell’intelligenza artificiale:
il monitoraggio, interazione e riabilitazione a domicilio delle persone con disabilità fisiche o cognitive;
lo sviluppo di gemelli digitali;
la realizzazione di dispositivi e tecnologie all’avanguardia per l’assistenza e la riabilitazione;
la realizzazione di tecniche avanzate per la diagnostica per immagini.

Possono partecipare all’Avviso le Università pubbliche e gli Enti pubblici di ricerca esterni all’Ecosistema RAISE e aventi stabile organizzazione nelle regioni del Mezzogiorno, che potranno coinvolgere un altro partner (Enti Pubblici come Cliniche, Fondazioni e IRCSS) per la realizzazione delle attività progettuali.

I progetti dovranno avere una durata non superiore a 15 mesi e un costo complessivo compreso tra i 200.000 e 700.000 euro; il contributo è riconosciuto in misura pari al 100% dei costi ammissibili.

Le proposte dovranno essere inviate a mezzo PEC entro le ore 18:00 del 15 marzo 2024.

Maggiori informazioni sull’Avviso pubblico QUI

Le sfide di RAISE: l’ospedale tecnologico del futuro

Nella seconda parte dell’incontro sono intervenuti Lorenzo De Michieli, Direttore del Rehab Technology Lab dell’Istituto Italiano di Tecnologia e coordinatore dello Spoke 2, ed Alberto Pilotto, Direttore del Dipartimento Cure Geriatriche, Ortogeriatria e Riabilitazione dell’E.O. Ospedali Galliera, partner dello Spoke 2.

Lorenzo De Michieli ha evidenziato come “l’ambizione dello Spoke 2 è di dare un contributo all’ospedale tecnologico del futuro, che sarà digitalizzato, diffuso sul territorio, in grado di operare cure a distanza e genererà terapie personalizzate e di precisione. Questa visione è condivisa da partner scientifici, aziende e clinici che insieme affronteranno quattro sfide: la costruzione di ambienti intelligenti dove i dati provenienti dalle persone possano arrivare ai clinici, la creazione dei gemelli digitali, lo sviluppo di robot per la riabilitazione e la creazione di nuovi dispositivi per la diagnostica per immagini.”

Alberto Pilotto ha sottolineato come “il contributo di Ospedali Galliera è di mettere a disposizione un laboratorio vivente che permette di testare tecnologie più o meno innovative con le persone che necessitano di cure e di assistenza. Il nostro focus è orientato alle persone anziane. Innovazione nell’invecchiamento può sembrare un ossimoro, ma le soluzioni in termini di qualità di cura, di assistenza e di vita delle persone dipendono strettamente da un appropriato uso delle tecnologie. Per renderne possibile l’impiego, però, le tecnologie devono essere strutturate sulle persone fragili. RAISE è un esempio concreto del superamento della multidisciplinarietà e della interdisciplinarietà, creando una trans-disciplinarietà che permette a noi di conoscere le nuove tecnologie e a chi sviluppa le tecnologie di imparare quali siano le sensibilità delle persone anziane alle quali sono destinate.”

L’AI guida la mia mano: controllo della protesi Hannes basato su Visione Artificiale

Oggi al  RAISE Village di Porta Siberia si è tenuto il demo “L’AI guida la mia mano: controllo della protesi Hannes basato su Visione Artificiale” con la partecipazione di Elisa Maiettini, Dario Di Domenico, Federico Vasile, Giuseppe Stracquadanio e Lorenzo Natale.

Lo scopo di questa attivitá nel progetto RAISE è di ridare a persone amputate agli arti superiori la possibilitá di afferrare gli oggetti in maniera quanto piú naturale possibile utilizzando la protesi robotica Hannes.

Ecosistema Raise - Raise Village - Festival della Scienza - Demo 2 Novembre 2023

L’idea è quella di sfruttare l’informazione proveniente da telecamere integrate nella protesi come input per algoritmi di  Computer Vision e Intelligenza Artificiale.

L’attivitá è portata avanti nel contesto dello Spoke 2 dai gruppi di ricerca Humanoid Sensing and Perception e Rehab Technologies dell’Istituto Italiano di Tecnologia.

Ecosistema Raise - Raise Village - Festival della Scienza - Demo 2 Novembre 2023

Fino al 5 novembre al RAISE Village di Porta Siberia (Area Porto Antico di Genova), attraverso installazioni, dimostrazioni e un ricco palinsesto di incontriil pubblico del Festival della Scienza potrà conoscere le sfide e i traguardi del progetto, che riguardano il futuro della sanità e della sostenibilità ambientale, il futuro delle città, e scoprire i tanti modi in cui i risultati della ricerca scientifica possono migliorare la qualità della vita, del lavoro e dell’ambiente in cui viviamo.

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