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Sensori, robotica e IA: si va verso una riabilitazione sempre più personalizzata
In riabilitazione non tutti i pazienti rispondono nello stesso modo allo stesso esercizio. Prestazioni, difficoltà e progressi possono cambiare nel corso del trattamento. Raccogliere queste informazioni e utilizzarle per adattare il percorso alla risposta della singola persona è uno degli obiettivi di REDRIWE, Rehabilitation Dynamic Robotic Intelligent Wearable Platform, progetto di cui Maugeri è capofila.
Il progetto integra robotica, sensori indossabili e intelligenza artificiale. Tra le tecnologie in fase di sviluppo e adattamento ci sono un guanto robotico che associa gli esercizi a esperienze di gaming, sistemi capaci di registrare i movimenti durante l’attività e dispositivi indossabili con sensori che permettono di raccogliere informazioni su postura, cammino ed equilibrio.
Dati che aiutano ad adattare il percorso
L’obiettivo non è sostituire il professionista con una macchina. I sistemi di intelligenza artificiale vengono studiati come strumenti di supporto per medici e fisioterapisti, che mantengono la responsabilità delle decisioni sul trattamento.
"L’esigenza è avere sistemi di intelligenza artificiale che nel percorso riabilitativo possano supportare il clinico, che poi può decidere o meno di utilizzarne le indicazioni", spiega il prof. Antonio Nardone, uno dei responsabili del progetto. L’IA può contribuire a organizzare e interpretare le informazioni raccolte durante le sedute, con l’obiettivo di rendere il trattamento più strutturato e allo stesso tempo adattarlo ai risultati progressivamente raggiunti dal paziente.
Ridurre le differenze nelle modalità di trattamento non significa applicare a tutti lo stesso schema. Un paziente che necessita, per esempio, di rinforzare un gruppo muscolare come il quadricipite può seguire un programma che definisce la resistenza da applicare, attraverso un peso o un elastico graduato, il numero di ripetizioni per serie e il numero delle serie. Ma i pazienti possono avere caratteristiche e problematiche differenti, come una diversa forza di base, dolore articolare o difficoltà di coordinazione. L’IA può tenere conto di queste differenze e suggerire adattamenti del trattamento: modificare lo schema, proporre contrazioni isometriche, cioè senza movimento articolare, oppure utilizzare una macchina per l’estensione delle gambe al posto di una resistenza libera come un peso o un elastico.
Non solo quanto esercizio, ma come il paziente partecipa
I dispositivi utilizzati nel progetto producono una grande quantità di dati. L’obiettivo è verificare se queste informazioni possano aiutare a scegliere, sulla base della risposta del paziente, come proseguire una singola sessione e come combinare nel tempo le diverse possibilità riabilitative.
C’è però un altro elemento su cui REDRIWE sta lavorando. "Le apparecchiature usate in riabilitazione, per quanto sofisticate, spesso non colgono l’interazione tra il paziente e la macchina e il suo livello di partecipazione", spiega l’ing. Giovanni D’Addio, co-responsabile del progetto. REDRIWE punta quindi a integrare anche una valutazione in tempo reale di questa componente.
Misurare l’interazione significa trasformare alcuni aspetti dello sforzo fisico e psicologico del paziente in dati numerici rilevabili in tempo reale, come la forza erogata e l’accuratezza cinematica, cioè la precisione con cui viene eseguito il movimento. A questi si aggiunge l’engagement emozionale, il livello di coinvolgimento emotivo durante l’esercizio, che può essere analizzato anche attraverso algoritmi di Face Recognition applicati ai segnali espressivi del volto. L’obiettivo è rilevare indicatori associati a condizioni come dolore, frustrazione o noia, anche quando non vengono espressi verbalmente, e utilizzare queste informazioni per adattare il livello di difficoltà dell’esercizio durante la terapia robotica, con l’obiettivo di favorire la continuità del trattamento e il recupero motorio.
La sperimentazione e la prospettiva del domicilio
REDRIWE è iniziato nel novembre 2025 e ha una durata prevista di due anni. Il progetto comprende una fase di sperimentazione su circa 40 persone, inizialmente soggetti sani e successivamente pazienti con patologie differenti, ma non in fase acuta. L’obiettivo è verificare quanto questo modello possa essere applicato a una popolazione ampia, anche in considerazione dell’aumento delle condizioni di cronicità e fragilità.
Tra le prospettive indicate dal progetto c’è anche la possibilità di utilizzare alcune di queste soluzioni nella riabilitazione a domicilio, mantenendo la capacità di raccogliere informazioni sull’esecuzione degli esercizi e sull’andamento del percorso.
REDRIWE coinvolge gli IRCCS Maugeri di Pavia, Montescano, Milano e Lumezzane, insieme all’Università Cattolica e a imprese specializzate nelle diverse tecnologie. Il progetto ha un valore complessivo di circa 6,6 milioni di euro ed è sostenuto anche dal bando regionale “Collabora & Innova”.
