La pandemia di COVID-19 è senza dubbio la più grande catastrofe del 21° secolo, probabilmente la crisi globale più significativa dopo la seconda guerra mondiale.
La rapida diffusione del virus ha costretto la popolazione mondiale a mantenere
rigorose misure preventive e ha creato un'
enorme domanda di attrezzature sanitarie e medicinali, insieme alla necessità di una
robotica avanzata e di
applicazioni basate sull'intelligenza artificiale.
I
sistemi intelligenti (intelligent robot systems) hanno avuto un importante ruolo nel
fornire servizi di diagnosi, valutazione del rischio, monitoraggio, teleassistenza, disinfezione e molte altre operazioni durante questa pandemia, il che ha contribuito a ridurre notevolmente il carico di lavoro degli operatori in prima linea.
Una
revisione sistematica ha indagato l'uso della robotica, delle tecnologie basate sull'intelligenza artificiale e delle loro applicazioni, nel settore sanitario durante la pandemia di COVID-19.
E' stata condotta una ricerca con il metodo Preferred Reporting Items for Systematic Review and Meta-Analyses (PRISMA) per
identificare la letteratura su questo tema ed è stata eseguita una revisione completa di
147 studi selezionati.
Nel documento, sono elencate alcune
applicazioni dell'intelligenza artificiale e della
robotica che sono state adattate per essere utilizzate nell'emergenza COVID-19.
Con l'
intelligenza artificiale sono stati determinati
nuovi algoritmi per creare alternative agli approcci convenzionali per il
rilevamento precoce e rapido del
virus e il
tracciamento della trasmissione nella comunità.
Gli esperti hanno affrontato il
monitoraggio delle regole di
distanziamento sociale con la collaborazione di metodologie di visione artificiale e apprendimento automatico (computer vision e machine learning).
Anche la ricerca sui
farmaci per il trattamento del COVID e la tanto attesa scoperta del
vaccino sono state accelerate con l’intelligenza artificiale e l'
apprendimento automatico. Quest'ultimo, considerato l’hot-spot dell'intelligenza artificiale, ha guidato l'attività di modellazione delle
previsioni, determinando la
gravità dei pazienti dai sintomi iniziali, identificando gli
individui ad alto rischio e vulnerabili e prevedendo la
diffusione del virus in luoghi diversi.
Sono stati proposti e predisposti numerosi
sistemi di automazione per alleviare i carichi di lavoro degli operatori sanitari in lavori ad alto rischio come la disinfezione delle aree ospedaliere, l'erogazione dell'assistenza clinica, il test dei prototipi, la formazione in ambito sanitario e altro ancora.
La revisione è organizzata in sezioni.
- La sezione 1 riporta una introduzione al tema.
- La sezione 2 contiene una rappresentazione dettagliata degli ambiti sanitari durante questa pandemia ed è suddivisa in:
- Cure generali (prevenzione primaria e supporto sanitario)
- Cure ospedaliere (cure acute e di emergenza)
- Assistenza ambulatoriale, domiciliare e a lungo termine per pazienti “non COVID-19”
- Educazione (formazione) medica
- Ricerca e sviluppo.
- Nella sezione 3, sono descritte in modo elaborato varie applicazioni della robotica e dell'intelligenza artificiale utilizzate durante la pandemia, suddivise in sottosezioni talvolta completate da tavole riassuntive e da immagini:
- Diagnosi di Covid-19
- Valutazione del rischio COVID-19
- Sorveglianza della pandemia Covid-19
- Servizi di teleassistenza durante il COVID-19
- Consegne e catene di fornitura durante COVID-19
- Automazione dei servizi
- Disinfezione
- Accelerazione della ricerca e dello sviluppo di farmaci
- La sezione 4 presenta una discussione sulle direzioni future dell’utilizzo delle tecnologie considerate. Riportiamo alcuni esempi:
- L'automazione con la robotica e le tecnologie potenziate dall'intelligenza artificiale possono accelerare la produzione e la distribuzione del vaccino, e il processo di vaccinazione
- Robot con più funzionalità possono essere adoperati per aiutare medici e operatori sanitari
- Strumenti di apprendimento automatico possono essere utilizzati per condurre analisi predittive di future mutazioni virali. Oltre a prevedere possibili mutazioni, tali strumenti possono anche per analizzare l'efficacia attuale di farmaci e vaccini, e aiutare lo sviluppo di nuovi
- L’intelligenza artificiale può indagare la storia e la diffusione del coronavirus e prevedere future epidemie che potrebbero verificarsi. Le infrastrutture esistenti possono essere valutate utilizzando strumenti di intelligenza artificiale per stimare la preparazione e le capacità di risposta a futuri focolai. L'intera storia della pandemia e delle pandemie precedenti possono essere analizzate per preparare linee guida per future emergenze sanitarie che potrebbero verificarsi
- Una parte significativa della letteratura è stata concentrata sulla rilevazione dei casi positivi al COVID-19 da scansioni TC del torace, raggi X e sintomi, utilizzando l'intelligenza artificiale e le tecnologie basate su deep learning. Queste tecniche dipendono fortemente da enormi quantità di dati, talvolta purtroppo carenti. Sarà necessario facilitare lo sviluppo di set di dati pubblici e open-source costituiti da immagini mediche e sintomi clinici, annotazioni di medici, ricercatori e altri esperti nel campo. In assenza di grandi dataset, per sviluppare modelli in modo accurato, potrebbero essere considerati algoritmi all’avanguardia come gli “one-shot learning“, “zero-shot learning “ e “deep metric learning”
- La robotica e le tecnologie basate sull'intelligenza artificiale possono essere implementate per consentire il controllo automatico della temperatura corporea e l'autorizzazione/divieto d’ingresso in molti luoghi pubblici come supermercati, aeroporti, parchi, teatri e ristoranti
- Nel campo dei servizi di teleassistenza e telemedicina, i chatbot hanno avuto molte applicazioni. Modelli di linguaggio all'avanguardia, come i GPT-3, possono essere incorporati per lo sviluppo di chatbot con capacità di conversazione quasi umane.
- La sezione 5 riporta le osservazioni conclusive.
Si prevede che le tecnologie di intelligenza artificiale e robotica discusse in questo documento aiuteranno in modo significativo l'umanità nella lotta alla pandemia di COVID-19 e a future calamità che potrebbero verificarsi.
Riportiamo sotto solo alcune delle immagini presenti nello studio.
Sezione 2: I servizi nei reparti sanitari durante l'emergenza sanitaria
sono suddivisi nelle cinque categorie rappresentate in figura.
Sezione 3:
Servizi di teleassistenza, in particolare teleconsulto, telechirurgia, teleultrasuoni, robot di telepresenza, servizi di autocontrollo e chatbot di intelligenza artificiale.
Sezione 3: Automazione dei servizi. La Robotic process automation (RPA),è la tecnologia utilizzata per automatizzare alcune operazioni riducendo l'intervento su compiti monotoni, ripetitivi e noiosi di solito svolti dai lavoratori in prima linea e assicurando così un utilizzo più efficace delle risorse umane.
Le aree in cui questa tecnologia è stata utilizzata sono così rappresentate:
Sezione 3: Robot sono stati utilizzati nella catena di fornitura e consegna di materiali.
Per saperne di più:
