Progetto HUMOUR

Il fisioterapista che sorregge e guida un paziente per recuperare le sue capacità motorie ridotte a causa di un grave trauma, l’insegnante che accompagna la mano del bambino per insegnargli a scrivere correttamente. Sono situazioni in cui bisogna apprendere o riapprendere una certa abilità attraverso l’interazione ‘fisica’ tra un individuo e un ‘istruttore’. Ma in che modo tale interazione facilita l’apprendimento motorio? È possibile costruire robot in grado di fare lo stesso, adattandosi automaticamente a chi si esercita?

Il progetto europeo HUMOUR – HUman behavioral Modeling for enhancing learning by Optimizing hUman-Robot interaction (http://www.humourproject.eu), si è posto l’obiettivo di affinare le tecniche a disposizione di soggetti che hanno perso alcune funzioni motorie e insegnare loro a imparare, o re-imparare, un movimento attraverso l’interazione con il robot. Esso è stato realizzato all’interno del VII Programma Quadro per la Ricerca e lo Sviluppo Tecnologico dell’Unione Europea, il progetto unisce le competenze e l’esperienza di sei realtà di ricerca internazionali: l’Istituto Italiano di Tecnologia (IIT) di Genova, soggetto capofila e coordinatore scientifico, l’IRCCS Fondazione Salvatore Maugeri – Istituti Scientifici di Veruno e Pavia, l’Aalborg University, l’Eberhard Karls University di Tubinga, l’Istituto di Fisiologia del Lavoro (IfADO) di Dortmund e l’Imperial College di Londra. I risultati dimostrano la possibilità di applicare nuovi ed efficienti schemi di assistenza robotica a partire da un’attenta analisi dei meccanismi cognitivi e neurali che sono alla base dell’apprendimento motorio. Fermo restando il ruolo centrale del fisioterapista nella programmazione e valutazione finale dei risultati raggiunti da un determinato paziente, nella riabilitazione assistita da robot il soggetto ripete più volte un certo movimento, e se non riesce a completarlo autonomamente, il dispositivo lo aiuta. Nel corso del progetto HUMOUR, il gruppo di lavoro ha messo a punto una serie di strumenti per rendere il recupero dei pazienti con gravi disabilità più efficace e duraturo. Il primo passo è stato quello di definire i meccanismi di azione dell’assistenza fornita dai dispositivi durante l’esercizio. In seguito, si è passati a studiare come potenziare la prestazione dei dispositivi robotici ed in particolare sono stati realizzati una serie di agenti software che consentono di variare e modulare gli esercizi a seconda della prestazione ottenuta. I risultati finora emersi dalle indagini condotte su un gruppo di pazienti dell’IRCCS Fondazione Salvatore Maugeri, hanno evidenziato un significativo miglioramento dei processi di rieducazione motoria grazie alle nuove modalità di adattamento del programma di trattamento.

Il contributo dei ricercatori dell’Università di Tubinga invece ha permesso di comprendere maggiormente come stimolare il recupero del movimento degli arti superiori in pazienti con grave disabilità, che non hanno capacità motorie residue. Grazie all’impiego di tecniche di Brain-Computer Interface (BCI) il robot identifica il movimento che il paziente ha intenzione di compiere – per esempio, aprire la mano – e lo aiuta a eseguirlo. Il contributo degli altri partner ha riguardato il modo in cui l’efficacia dell’interazione fisica dipende dal livello iniziale di ‘esperienza’ di chi impara ed i meccanismi di interazione in attività motorie di tipo collaborativo, presenti soprattutto in campo lavorativo e sportivo. I risultati ottenuti consentono di presumere che in futuro, sarà possibile estendere l’applicazione di questi nuovi dispositivi robotici ad uno spettro più ampio di pazienti ed anche ad altri campi, quali lo sport, per migliorare l’allenamento degli atleti e i soggetti anziani per il mantenimento del loro stato di salute.


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