Allenarsi a casa con il proprio allenatore olografico
Alcune persone, in particolare gli anziani, soffrono di vertigini e perdita di equilibrio, il che influisce sulla loro mobilità, indipendenza e fiducia in se stessi e può gravare sul sistema sanitario quando le cadute e altri eventi richiedono l’ospedalizzazione. Secondo la ricerca, ogni anno circa un terzo delle persone di età superiore ai 65 anni che vivono a casa è protagonista di cadute. Secondo diversi studi, i programmi personalizzati di riabilitazione dell’equilibrio si sono rivelati significativamente più efficaci nel risolvere i sintomi rispetto agli esercizi generici. Mancano però fisioterapisti e specialisti per assistere i pazienti. «Così abbiamo creato un allenatore virtuale basato sulla realtà aumentata, un ologramma che dà istruzioni personalizzate alla persona che fa gli esercizi e aiuta a motivarla a continuare e migliorare», spiega il coordinatore del progetto HOLOBALANCE Dimitrios Fotiadis, professore di ingegneria biomedica all’Università di Giannina, in Grecia, dove è a capo dell’unità di tecnologia medica e sistemi informatici intelligenti. Nel corso del progetto quadriennale che ha coinvolto 13 partner di un consorzio formato da 7 paesi, è stato sviluppato il sistema HOLOBALANCE delle dimensioni di una valigia. Secondo Fotiadis, la principale sfida tecnologica è stata quella di garantire che l’ologramma eseguisse gli esercizi in modo che il paziente li potesse seguire con una precisione del 100 %. Il paziente è monitorato e supervisionato a distanza utilizzando i dati dei sensori di cattura del movimento indossabili, tra cui un rilevatore di attività, sensori inerziali IMU (IMU, Inertial Measurement Unit) per la testa e la schiena che monitorano la direzione e la velocità del movimento, e solette sensorizzate. «Raccogliamo segnali dal corpo della persona per capire cosa sta facendo e abbiamo creato un sistema di punteggio per valutare le sue prestazioni. L’ologramma è in grado di capire se l’esercizio viene eseguito correttamente o meno e dare istruzioni su come farlo meglio.»
Programma personalizzato
Il sistema utilizza un software di apprendimento automatico per personalizzare il programma in tempo reale, ad esempio se il paziente ha bisogno di andare più veloce o più lento. «Usando il metodo del punteggio, il nostro sistema capisce cosa sta facendo la persona, con una precisione dell’80-90 %, che è molto alta», osserva. «Possiamo anche estrarre altri fattori dai dati come il tempo di reazione, la stanchezza, lo stress o la frustrazione, così il sistema impara e l’allenatore olografico può tornare dal paziente con nuove istruzioni: è un sistema di apprendimento progressivo.» Il sistema monitora inoltre la motivazione del paziente e la sua soddisfazione rispetto all’allenamento utilizzando l’emotional computing e la modellizzazione comportamentale.
Collaudare il sistema
Una versione per le cliniche e gli ospedali produce un allenatore olografico a grandezza naturale nell’Holobox. La versione portatile permette alle persone di utilizzare l’allenatore virtuale sul telefono cellulare. Secondo Fotiadis «una volta installato in un visore di realtà aumentata, sembra una persona a grandezza naturale». Il sistema è stato testato su 80 partecipanti in Germania, Grecia e Regno Unito che hanno utilizzato il programma di esercizi per 8 settimane per circa 20 minuti al giorno. La sua efficienza è stata confrontata con un gruppo di 80 pazienti che non hanno utilizzato il sistema. Circa l’88 % dei partecipanti allo studio ha mostrato un miglioramento clinicamente significativo nell’andatura e l’82 % nell’equilibrio. L’impatto sulle attività quotidiane è stato misurato usando questionari che chiedevano se i pazienti erano felici di uscire, se riuscivano a rimanere indipendenti e se potevano adottare uno stile di vita più attivo e sano. «Abbiamo raggiunto un livello molto alto di soddisfazione ed efficienza. I pazienti si divertono e si rendono conto di trarre beneficio dal sistema. La paura di cadere è diminuita», nota Fotiadis. E aggiunge: «Abbiamo raggiunto un tasso di adesione dell’83 %, che è molto alto se si considera che si tratta per lo più di anziani e che alcuni di loro non conoscono la tecnologia o gli smartphone.»
Parole chiave
HOLOBALANCE, ologramma, equilibrio, cadute, vertigini, esercizio, sensori, fisioterapista, riabilitazione, apprendimento automatico
