DANIELA CONTI * SOCIALLY ASSISTIVE ROBOTICS UNA POSSIBILE UNIONE TRA ROBOTICA E PSICOLOGIA

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1 UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DI CATANIA DIPARTIMENTO DI SCIENZE DELLA FORMAZIONE CATTEDRA DI PSICOLOGIA DANIELA CONTI * SOCIALLY ASSISTIVE ROBOTICS UNA POSSIBILE UNIONE TRA ROBOTICA E PSICOLOGIA SOCIALLY ASSISTIVE ROBOTICS A POSSIBLE ALLIANCE BETWEEN ROBOTICS AND PSYCHOLOGY RIASSUNTO Socially Assistive Robotics (SAR) è un promettente settore della tecnologia usato nel campo della salute mentale. SAR, tuttavia, non si propone come sostituto dei professionisti della salute mentale ne tantomeno può essere usato come panacea per tutte le sue esigenze. I robot possono però divenire strumenti in una vasta gamma di situazioni cliniche ed educative. Data la continua crescita del settore robotico diventa fondamentale, in questo contesto, il ruolo dei professionisti della salute mentale che devono impegnarsi in quest ambito di ricerca e guidarlo con le loro competenze verso le esigenze di tipo clinico-riabilitativo. Questo articolo ha l obiettivo di esaminare le principali modalità con cui la piattaforma robotica SAR è usata nei servizi di salute mentale e di ricerca e discute le future applicazioni. SUMMARY Socially Assistive Robotics (SAR) is a promising area of technology used in the field of mental health. SAR is not intended as substitute for practitioners of mental health or as panacea for all the needs of mental health. The robot can be a clinical tool in various clinical and educational situations. Considering the evolution of the robotic * Psicologa. Dottoranda di Ricerca in Neuroscienze presso l'università degli Studi di Catania. Attualmente impegnata presso il Centre for Robotics and Neural Systems della Plymouth University (UK). 61

2 Formazione Psichiatrica n.1 Gennaio-Giugno 2015 industry is important in this context, mental health practitioners should improve in this area of research to it competently to the needs of clinical rehabilitation. This article aims to examine the main opportunities offered by SAR platforms in mental health practice and research and argues the future applications. Introduzione Gli ingenti costi che la malattia mentale ha sull'individuo e sulla società sono stati ben documentati dall Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO, 2010), ma oltre ovviamente al disagio personale e alla compromissione di determinate funzioni provocate da questi disturbi, le diagnosi psichiatriche sono anche associate ad enormi costi economici per la società in termini di cure mediche, reddito e spese legali (Jason & Ferrari, 2010). I risultati di una serie di studi clinici su interventi con Internet, suggeriscono che gli utenti grazie all uso di tali programmi trovano benefici clinici quali: riduzione della sintomatologia, miglioramento delle abilità, diminuzione del dropout e incremento dell alleanza terapeutica (L'Abate & Kaiser, 2012). Tuttavia, i progressi tecnologici usati nelle terapie non sono limitati a programmi web-based, tanto che negli ultimi anni tra le nuove emergenti possibilità di trattamento a base tecnologica troviamo il Socially Assistive Robotics (SAR), che si mostra particolarmente interessante per i servizi di salute mentale. Nello specifico SAR si riferisce a robot che danno assistenza agli utenti grazie all'interazione sociale (Feil-Seifer & Matarić, 2011). Questi robot possono avere varie funzioni terapeutiche, quali istruzione, feedback e sostegno a pazienti, grazie ad attività di assistenza relative all adeguatezza e al monitoraggio dei progressi del trattamento. I sistemi SAR sono già stati utilizzati nel trattamento della salute mentale con varie tipologie di pazienti quali: bambini con Disturbo dello Spettro Autistico ed anziani con demenza (Moyle, Cooke, Beattie, Jones, Klein, Cook, et al., 2013). Nonostante i grandi successi, attualmente l utilizzo di SAR e le sue possibilità applicative non sono del tutto note ai professionisti della salute mentale, lasciando tale settore troppo spesso scoperto di effettive e comprovate competenze e conoscenze. 62

3 Conti D. Socially Assistive Robotics: una possibile unione tra Robotica e Psicologia Socially Assistive Robotics (SAR) SAR si riferisce a una parte della robotica che si trova tra l Assistive Robotics, che si concentra sull aiuto degli utenti grazie alle interazioni con i robot (es.: assistenti di mobilità, robot educativi) e la Socially Interactive o Intelligent Robotics, con l'obiettivo del coinvolgimento sociale degli utenti nelle interazioni con i robot (es.: giocattoli robotici, giochi robotici; Feil-Seifer & Matarić, 2005). Un esempio di Assistive Robotics tradizionale è il sistema MIT: Mano-Braccio che interagisce fisicamente, ma non socialmente con il paziente con ictus, guidandolo solo fisicamente nello svolgimento degli esercizi riabilitativi (Prange, Jannink, Groothuis-Oudshoorn, Hermens, & IJzerman, 2006). Gli Intelligent Robotics, invece, sono capaci di interagire socialmente con utenti, ma non sono progettati per aiutare le persone. Leonardo, ad esempio, è un robot con intelligenza sociale capace di esprimere una vasta gamma di espressioni facciali e corporee, monitorare visivamente il volto di utenti umani, rispondere al contatto fisico ed impegnarsi nell apprendimento sociale (MIT Personal Robots Group, 2014). Tuttavia, Leonardo non è stato progettato per aiutare le persone e, di conseguenza, non è considerato un Socially Assistive Robotics. L'obiettivo essenziale dei SAR, che possono assumere varie caratteristiche e forme, è la componente sociale dell'interazione come mezzo per aiutare una persona (es.: grazie al sostegno, l'istruzione e la motivazione). Ricordiamo che in SAR, un robot deve percepire il suo ambiente, interagire con gli utenti, visualizzare determinati segnali sociali e comunicare efficacemente con gli uomini (Okamura, Matarić, & Christensen, 2010). Ovviamente ci rendiamo conto che la creazione di robot capaci di partecipare ad aspetti così complessi e contemporaneamente alle interazioni sociali umane è un compito molto impegnativo (Tapus, Matarić, & Scassellati, 2007). A causa di questa complessità, molti robot funzionano parzialmente o completamente sotto il controllo umano, dando un ruolo di burattinaio all'uomo e rendendo il robot simile a un burattino (Lu & Smart, 2011). Naturalmente, l'obiettivo a lungo termine della ricerca è quello di creare sistemi SAR che lavorino in autonomia, ma nella più totale ed assoluta sicurezza. Per tutti i motivi menzionati, appare evidente che SAR è un campo interdisciplinare costituito da robotica, ingegneria, psicologia e medicina. I robot, in effetti, possono essere d'aiuto in vari compiti quali: guidare i visitatori nei musei o aiutare i pazienti anziani durante le attività di alimentazione quotidiana (McColl & Nejat, 2013). All'interno del vasto campo della sanità, la 63

4 Formazione Psichiatrica n.1 Gennaio-Giugno 2015 piattaforma SAR è già stata utilizzata in diversi ambiti clinici, tra cui la riabilitazione post-ictus, il recupero delle funzionalità dei pazienti cardiaci, per la perdita di peso e nei relativi programmi di esercizio fisico ed educativo del paziente (Fasola & Matarić, 2010). SAR nella Salute mentale Come spesso accade con un settore emergente, la ricerca sulle applicazioni SAR nella salute mentale è spesso caratterizzata da piccole dimensioni del campione e semplici approcci metodologici. Anche con questi evidenti limiti, tuttavia, la ricerca SAR è già stata usata per patologie psichiatriche (es.: demenza, depressione e disturbi dello spettro autistico) e con gruppi eterogenei di pazienti (es.: bambini e anziani). Una delle funzioni in cui SAR viene usato nella cura della salute mentale è quella in cui il robot assume il ruolo di compagno. In quest'ambito i sistemi SAR funzionano in modo molto simile alla Pet-Therapy, dove però sappiamo che ci sono problemi di tipo pratico dovuti al condurre gli animali in contesti clinici, comprese le questioni relative al benessere degli animali, le allergie del paziente e il rischio di malattie o infezioni (Shibata, 2012). I SAR permettono di sfruttare alcuni dei benefici clinici associati a interventi con animali, evitandone però le problematiche. Anche se esiste una vasta gamma di robot da compagnia, molti lavori hanno usato Paro, un robot progettato per assomigliare ad un cucciolo di foca, e Aibo, un piccolo cane robot (Broekens, Heerink, & Rosendal, 2009). Molti studi che usano SAR nel ruolo di un compagno, inoltre, si sono concentrati su pazienti anziani, molti dei quali con disturbi cognitivi correlati a demenza (Shibata & Wada, 2010) o ad alto rischio depressivo (Banks M.R., Willoughby, & Banks W.A., 2008). I benefici riportati in quest ambito per l'uso di sistemi SAR appaiono ancora una volta incoraggianti. Un'altra parte della ricerca sulle applicazioni SAR nella cura della salute mentale dei bambini ha visto robot nel ruolo di partner di gioco, spesso con Disturbo dello Spettro Autistico. Il robot supportava il bambino all inizio delle attività o veniva utilizzato successivamente come stabilizzatore delle abilità cliniche (Diehl, Schmitt, Villano, & Crowell 2012). In gran parte di questi lavori, i robot sono utilizzati insieme ai professionisti per aumentare i livelli di attenzione del bambino, il successivo coinvolgimento, offrire opportunità di interazione sociale e la costruzione di abilità di interazione (Conti, Di Nuovo S., Buono, Trubia, & Di Nuovo A., 2015). Questi robot suscitano delle risposte 64

5 Conti D. Socially Assistive Robotics: una possibile unione tra Robotica e Psicologia sociali positive da parte dei bambini e sono generalmente vissuti come una coinvolgente novità in aggiunta al trattamento, superando però il semplice effetto novità. Un terzo ruolo che i SAR hanno nell ambito della salute mentale è quello di istruttore. Questi robot sono capaci di fornire istruzioni dirette e controllo a pazienti impegnati in attività terapeutiche (Fasola & Matarić, 2013). Questi robot possono descrivere modelli e compiti, monitorare le prestazioni dei pazienti, fornire feedback di correzione del comportamento, offrire incoraggiamento e sostegno con rinforzi positivi. In uno studio con un campione di anziani con demenza, ad esempio, questi interagivano con un robot sociale in compiti di attenzione e memoria (Tapus, Tapus, & Matarić, 2009). Il robot usato era un umanoide con la testa, la parte superiore del corpo, le braccia e le mani, ma invece di avere un corpo inferiore, il robot era montato su base mobile simile ad un carrello con ruote. Durante le interazioni, il robot dava rinforzi positivi ai partecipanti e suggerimenti comportamentali. I risultati di questo studio affermavano che il robot era capace di migliorare l attenzione dei partecipanti in quest attività terapeutica. Il robot inoltre adattava il suo comportamento alle capacità del campione, ciò indica una flessibilità clinica fondamentale nelle future applicazioni. Naturalmente, si può immaginare come questo tipo di supporto possa essere utilizzato in un'ampia varietà di attività terapeutiche, sia all'interno sia all'esterno di sessioni terapeutiche di tipo clinico-riabilitativo. Conclusioni La ricerca SAR per la cura della salute mentale è, come più volte detto, un campo altamente innovativo caratterizzato da studi (es.: casi studio, ricerche pilota), con campioni ristretti e in contesti limitati (es.: laboratori, strutture di assistenza a lungo termine) e spesso senza controlli metodologici adeguati o gruppo di controllo. Da un punto di vista clinico, inoltre, nessun lavoro fino ad oggi ha indicato la durata dei cambiamenti clinicamente rilevanti come il risultato di interazione con i sistemi SAR. L obiettivo fondamentale della ricerca, per cui robotica e psicologia debbono lavorare insieme, è capire come le interazioni con i robot e le competenze apprese con un sistema SAR possano successivamente essere usate in situazioni di vita reale e nelle interazioni con le persone. 65

6 Formazione Psichiatrica n.1 Gennaio-Giugno 2015 Le capacità e i relativi benefici di questi sistemi in situazioni di vita reale, potranno essere completamente comprese solo quando il robot non sarà più fisicamente presente durante l interazione tra i partecipanti. Il ruolo emergente di SAR nella salute mentale diventa quindi un opportunità attuale e futura per affrontare le principali lacune dei servizi sanitari. In questo contesto e per quanto detto appaiono interessanti gli studi sull accettabilità della robotica sia tra i professionisti della salute mentale attuali e futuri dove si evidenzia una forma di scetticismo tra coloro che lavorano quotidianamente con la disabilità, contrapposta ad una maggiore apertura da parte dei futuri professionisti (Conti, Di Nuovo S., Buono, & Di Nuovo A., 2015), sia in ambito educativo, tenendo conto delle differenze culturali e di genere presenti nei gruppi (Conti, Cattani, Di Nuovo S., & Di Nuovo A., 2015). BIBLIOGRAFIA Banks, M. R., Willoughby, L. M., & Banks, W. A. (2008). Animal-assisted therapy and loneliness in nursing homes: Use of robotic versus living dogs. Journal of the American Medical Directors Association, 9, Broekens, J., Heerink, M., & Rosendal, H. (2009). Assistive social robots in elderly care: A review. Gerontechnology, 8, Conti D., Cattani, A., Di Nuovo S., & Di Nuovo A. A Cross-Cultural Study of Acceptance and Use of Robotics by Future Psychology Practitioners. Proceedings of the 24th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (IEEE RO-MAN), Aug 31-Sept 3, Kobe, Japan. Conti D., Di Nuovo S., Buono S., & Di Nuovo A. Robots in education and care of children with developmental disabilities: A study on acceptance by experienced and future professionals. Submitted to International Journal of Social Robotics, (Under second review). Conti D., Di Nuovo S., Buono S., Trubia G., & Di Nuovo A. (2015) Use of robotics to stimulate imitation in children with Autism Spectrum Disorder: A pilot study in a clinical setting. Proceedings of the 24th IEEE International Symposium on Robot and Human Interactive Communication (IEEE RO-MAN), Aug 31-Sept 3, Kobe, Japan. Diehl, J. J., Schmitt, L. M., Villano, M., & Crowell, C. R. (2012). The clinical use of robots for individuals with autism spectrum disorders: A critical review. Research in Autism Spectrum Disorders, 6,

7 Conti D. Socially Assistive Robotics: una possibile unione tra Robotica e Psicologia Fasola, J., & Matarić, M. (2013). A socially assistive robot exercise coach for the elderly. Journal of Human-Robot Interaction, 2(2), Fasola, J., & Matarić, M. J. (2010). Robot exercise instructor: A socially assistive robot system to monitor and encourage physical exercise for the elderly. Robotics and Automation Magazine: Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) International Symposium on Robots and Human Interactive Communication, Feil-Seifer, D., & Matarić, M. J. (2005). Defining socially assistive robotics. Proceedings of the International Conference on Rehabilitation Robotics, Feil-Seifer, D., & Matarić, M. J. (2011). Socially assistive robotics. IEEE Robotics & Automation Magazine, 18(1), Jason, L. A., & Ferrari, J. R. (2010). Oxford house recovery homes: Characteristics and effectiveness. Psychological Services, 7, L'Abate, L., & Kaiser, D. A. (Eds.) (2012). Handbook of technology in psychology, psychiatry and neurology: Theory, research, and practice. Hauppauge, New York: Nova Science Publishers. Lu, D. V., & Smart, W. D. (2011). Human-robot interactions as theatre. RO-MAN: IEEE International Symposium on Robots and Human Interactive Communication, McColl, D., & Nejat, G. (2013). Meal-time with a socially assistive robot and older adults at a long-term care facility. Journal of Human-Robot Interaction, 2, MIT Personal Robots Group (2014). Moyle, W., Cooke, M., Beattie, E., Jones, C., Klein, B., Cook, G., & Gray, C. (2013). Exploring the effect of companion robots on emotional expression in older adults with dementia: A pilot randomized controlled trial. Journal of Gerontological Nursing, 39(5), Okamura, A. M., Matarić, M. J., & Christensen, H. I. (2010). Medical and health-care robotics. IEEE Robotics & Automation Magazine, 17(3), Prange, G. B., Jannink, M. J., Groothuis-Oudshoorn, C. G., Hermens, H. J., & IJzerman, M. J. (2006). Systematic review of the effect of robot-aided therapy on recovery of the hemiparetic arm after stroke. Journal of Rehabilitation Research and Development, 43, Shibata, T. (2012). Therapeutic seal robot as biofeedback medical device: Qualitative and quantitative evaluations of robot therapy in dementia care. Proceedings of the IEEE, 100, Shibata, T., & Wada, K. (2010). Robot therapy: A new approach for mental healthcare of the elderly A mini-review. Gerontology, 57,

8 Formazione Psichiatrica n.1 Gennaio-Giugno 2015 Tapus, A., Matarić, M. & Scassellati, B. (2007). The grand challenges in socially assistive robotics. IEEE Robotics & Automation Magazine, 4(1), Tapus, A., Tapus, C., & Matarić, M.J. (2009). The use of socially assistive robots in the design of intelligent cognitive therapies for people with dementia. Proceedings of the International Conference on Rehabilitation Robotics, World Health Organization (2010). Mental health and development: Targeting people with mental health conditions as a vulnerable group. Ginevra: WHO. 68