Tecnologie assistive nell'era digitale: sfide e opportunità

Nel corso dell'ultimo decennio, grazie al grande impegno dell'Organizzazione Mondiale della Sanità, si è assistito a un crescente interesse verso il tema delle tecnologie assistive a livello globale. La sfida per il futuro sarà quella di sfruttare le potenzialità delle tecnologie digitali di largo mercato (es., smartphone) o emergenti (es., robot) per realizzare ausili efficaci per il più ampio numero di persone con disabilità. Partendo dall'esperienza maturata all'interno del Centro Regionale Ausili di Bologna, lo scopo dell'intervento è quello di illustrare alcuni dei progetti di ricerca finalizzati alla realizzazione di tecnologie a supporto di diverse disabilità, condividendo le difficoltà legate a questo ambito di ricerca e ragionando sulle possibili soluzioni.

PARLOMA: comunicazione a distanza per persone sordo-cieche, sfruttando tecnologie di intelligenza artificiale

I sordo-ciechi affrontano ogni giorno problemi nella comunicazione, a causa della loro disabilità. L’unico modo per comunicare con altre persone è attraverso l’uso del linguaggio dei segni tattile, una variante del linguaggio dei segni, in cui il sordo-cieco deve appoggiare le mani su quelle del segnante per interpretare il messaggio. Questo approccio, ovviamente, funziona soltanto nel caso in cui le persone sia nello stesso luogo. Lo scopo del progetto PARLOMA è quello di aiutare i sordociechi nella comunicazione a distanza. Con l’uso di due telecamere e di una deep neural network, viene tracciato il corpo del segnante. Le coordinate x, y, z dei punti di interesse (petto, spalle, gomiti, polsi, palmi e dita) sono, quindi, usate per muovere un braccio robotico remoto. In questo modo, il sordo-cieco può appoggiare le mani sul robot e capire il messaggio inviato dal segnante. L’intero sistema è basato su un’architettura cloud.

Automatic Speech Recognition per parlato disartrico: motivazioni e sfide

La disartria è un insieme di disturbi neuromotori dell’eloquio che limitano la capacità di articolare sillabe, riducendo l’intelligibilità del parlato. Spesso, la disartria è una conseguenza di patologie genetiche, degenerative o eventi traumatici che causano altre forme di disabilità motorie. Per questo motivo, i soggetti affetti da disartria sperimentano spesso una riduzione della qualità della vita a causa della maggiore difficoltà nell’interazione con altri individui e della ridotte abilità motorie, dovute alle altre forme di disabilità. A causa della cospicua variabilità del parlato disartrico, gli attuali sistemi commerciali di riconoscimento vocale automatico (ASR – Automatic Speech Recognition), che potrebbero costituire un valido ausilio alla disabilità grazie alla possibilità di controllare dispositivi senza la necessità dell’uso degli arti superiori, si rivelano spesso inefficaci. Questo impedisce agli utenti con disartria di trarre un reale beneficio da tali dispositivi, che potrebbero essere utilizzati per migliorare l’interazione con altri individui o per il controllo di dispositivi domotici. Per questo motivo, in questo talk verranno discusse le motivazioni, i metodi e le principali sfide per la realizzazione di sistemi ASR per parlato disartrico, con particolare focus sulla lingua italiana. Inoltre, verrà presentato un sistema di ASR per persone con disartria che, sfruttando algoritmi di Intelligenza Artificiale, è in grado di riconoscere alcune parole chiave prestabilite, permettendo all’utente di controllare dispositivi domotici con la propria voce.

Il puntatore oculare come strumento nel campo della comunicazione aumentativa e alternativa

La comunicazione aumentativa e alternativa (CAA) indica tutte le modalità di comunicazione usate per sostituire l'uso della parola o scrittura da coloro che presentano difficoltà della produzione o comprensione del linguaggio scritto o parlato. Tale approccio si rivela utile per le persone affette da sindrome locked-in. La sindrome locked-in è una condizione in cui il paziente presenta una coscienza di sé, ma non può né muoversi né comunicare con l'esterno a causa di una totale/parziale paralisi. Spesso, i soli muscoli capaci di muoversi son quelli degli occhi. La CAA si divide in tre categorie: no-tech, low-tech, high-tech. In questo speech ci si concentrerà sui supporti high-tech, ponendo particolare attenzione sui device che sfruttano la tecnologia "eye-tracking" e presentando Pippi, un eye-tracking/blinking per smartphone.

Robotica, Bionica, Protesica ed esoscheletri ... esiste un confine?

Le parole robotica, bionica e protesica sono oggi spesso usate in modo improprio non considerando le reali implicazioni che questi termini hanno sulle persone e/o gli utenti, generando spesso false aspettative. Anche sul fronte degli esoscheletri si ha spesso la sensazione di non avere ben chiari le potenzialità ed i limiti di questa tecnologia. Si cercheranno di analizzare queste aree verificando in modo particolare quando sia opportuno parlare di robotica, di bionica, di protesi e di ortesi (esoscheletri) e di individuare le soluzioni ottimali per i pazienti in una logica di recupero bio-psico-sociale come teorizzato dall'ICF.

Applicazioni di feedback aptici come ausilio per le disabilità

Al giorno d’oggi, lo sviluppo di tecnologie che siano di ausilio per le disabilità, rappresenta una delle attività di ricerca più efficaci e promettenti in Robotica. Questo è motivato dall'enorme impatto che tali soluzioni possono avere sulla società. Tra le altre, la cecità e la perdita degli arti rappresentano - a livello pratico e sociale - due fra le cause più significative di riduzione della qualità della vita.

Questa presentazione discuterà i Wearable Haptic System (WHS), ovvero dispositivi meccatronici indossabili in grado di trasmettere informazioni utili all'utilizzatore, in termini di informazioni di forza e/o spaziali. Nello specifico, particolare attenzione sarà prestata alle potenziali applicazioni di un dispositivo WHS come ausilio alla navigazione di persone non vedenti, con l’obiettivo di trasmettere informazioni relative alla posizione di ostacoli sul percorso, migliorando le capacità di navigazione autonoma in un ambiente sconosciuto.

Esplorazione della modulazione della rigidità nelle mani protesiche e della sua funzione percettiva nella manipolazione e nell'interazione sociale

Per interagire fisicamente con una ricca varietà di ambienti e situazioni, gli esseri umani adattano sia la forza che la rigidità degli arti. Simulare questo comportamento nelle protesi, può favorire la naturalezza e l’intuitività sul controllo e, di conseguenza, la loro accettazione da parte degli utenti. Questo studio esplora l'utilità del "variable stiffness control" nelle mani protesiche che vengono usate per attività quotidiane e interazioni sociali. Il metodo proposto è in grado di decodificare, in modo simultaneo e proporzionale, i movimenti degli arti in posizione e rigidità tramite due sensori elettro-miografici di superficie, posizionati su una coppia di muscoli antagonisti. In questo studio si analizza l'usabilità dell'approccio proposto rispetto alle modalità di controllo esistenti in un utente protesico. Tra i compiti eseguiti, l'utente protesico interagisce con altri 12 soggetti abili. Anche le esperienze dei soggetti normodotati sono state valutate. I Risultati suggeriscono il "variable stiffnes control" come un compromesso tra controllo fermo e interazione sicura che vale la pena indagare.

Tecnologie robotiche per l'assistenza e la riabilitazione dell'arto inferiore: una panoramica delle tecnologie sviluppate

I robot indossabili hanno un grande potenziale per l'ausilio delle persone con una ridotte capacità di deambulazione. Tuttavia, costruire macchine che agiscono in un così ravvicinato contatto con la persona e in completa sinergia con essa, racchiude ancora diverse sfide importanti. In questa presentazione verranno affrontate diverse soluzioni biorobotiche come un esoscheletro per l’assistenza al cammino, un dispositivo di feedback vibrotattile e protesi attive di arto inferiore, per persone con gravi impedimenti motori. Per ciascuna tecnologia saranno introdotti il contesto applicativo, le necessità degli utenti e il loro livello di sviluppo.

L'intento di questo evento è quello di promuovere e divulgare le tecnologie assistive ma anche quello di mettere in contatto i ricercatori con gli utilizzatori di queste tecnologie. Per questo motivo, gli organizzatori hanno ritenuto opportuno dedicare uno spazio del workshop a persone disabili che potranno condividere la loro esperienza di utilizzo degli ausili tecnologici e potersi confrontare con i ricercatori, al fine di migliorare il loro lavoro.

I protagonisti della tavola rotonda saranno:

• Mattia Costenaro: studente di laurea Magistrale a ciclo unico in Medicina e Chirurgia;
• Tommaso Fanucci: laureando in Discipline dello Spettacolo e della Comunicazione;
• Stefano Filipponi: laureato in Dietistica;
• Luca Razzauti: laureato in Storia e forme delle Arti Visive;
• Federica Sinacori: studente in Laurea Magistrale in Giurisprudenza;