PSYCHOGERIATRIA POLSKA 2013;10(2):59-64 artykuł oryginalny original article Interakcja człowiek-robot w przypadku osób w podeszłym wieku Human Robot interaction for elderly Emilia Mikołajewska 1, Dariusz Mikołajewski 2 1 Klinika Rehabilitacji, 10 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką SP ZOZ w Bydgoszczy 2 Instytut Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Kazimierza Wielkiego w Bydgoszczy, Katedra Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika w Toruniu Słowa kluczowe: starzenie, rehabilitacja, jakość życia, problemy opiekunów, depresja Key words: aging, rehabilitation, quality of life, problems of caregivers, depression Streszczenie Artykuł stanowi przegląd problemów związanych z interakcją człowiek-robot w przypadku pacjentów w podeszłym wieku. Autorzy rozpoczynają od kontekstu wykorzystania robotów medycznych na tle ich powiązania z obecnie funkcjonującymi rozwiązaniami w zakresie służby zdrowia i opieki społecznej. Następnie autorzy próbują przybliżyć grupę robotów społecznych, szczególnie w kontekście ich wykorzystania w warunkach krajowych. Na koniec autorzy przedstawiają analizę możliwego wpływu szerszego wykorzystania robotów na populację osób w podeszłym wieku oraz analizują możliwe problemy w tym obszarze. Abstract This paper reviews problems associated with human-robot interaction for elderly patients. Authors begin by discussing the context for medical robots, emphasizing the relationship to current solutions within health care and social care. Next they try to familiarize socially interactive robots, including their application in Polish conditions. Finally, authors analyze the impact of these robots medical applications on elderly and discuss possible problems in aforementioned area. PGP 172 dr Emilia Mikołajewska Klinika Rehabilitacji 10 Wojskowy Szpital Kliniczny z Polikliniką SP ZOZ ul. Powstańców Warszawy 5 85-681 Bydgoszcz e-mail: e.mikolajewska@wp.pl, www: http://emikolajewska.netstrefa.eu Copyright 2013 Fundacja Ochrony Zdrowia Psychicznego
60 Wprowadzenie Nacisk na wskaźnik koszt/efektywność przy jednoczesnym starzeniu się społeczeństwa, zwiększeniu liczby pacjentów geriatrycznych potrzebujących leczenia, rehabilitacji i/lub opieki spowodowały konieczność poszukiwania rozwiązań organizacyjnych i technicznych umożliwiających lepsze wykorzystanie posiadanych już zasobów ludzkich (specjalistów medycznych i opieki społecznej), sprzętowych finansowych. Stąd coraz większe wykorzystanie robotów w terapii i opiece nad osobami w podeszłym wieku [1, 2], w tym w ramach telemedycyny i telerehabilitacji [3] powoduje, że konieczna staje się analiza ich możliwości i ograniczeń w zakresie opieki nad pacjentami w podeszłym wieku. Roboty mogą służyć nie tylko do prowadzenia terapii i zapewnienia opieki [1, 4], ale również dla poprawy samopoczucia pacjentów [5], nadzoru, edukacji, a w części cięższych przypadków: również do zapewnienia komunikacji z pacjentem. W ramach nowego podejścia do interakcji człowiek komputer [6] pojawił się pogląd, że wykorzystanie robotów może zapewnić podobne efekty terapeutyczne jak wykorzystanie zwierząt [1]. Oferowane przez roboty wzbogacenie interakcji może prowadzić w kierunku pożądanym ze względów terapeutycznych, w tym w kierunku poprawy samopoczucia, przeciwdziałania poczuciu osamotnienia, czy wykorzystania elementów psychoterapii. Ponadto roboty tego typu mogą być traktowane jako sprzęt medyczny i nie dotyczą ich ograniczenia dotyczące trzymania zwierząt na oddziałach szpitalnych. Dodatkową zaletą może być długowieczność robotów i związane z tym unikanie, szczególnie u osób w podeszłym wieku i dzieci, stresu i osamotnienia związanego ze śmiercią ulubieńca. Ograniczenia komunikacji osób z różnego rodzaju deficytami (szczególnie deficytami neurologicznymi, w tym również wynikającymi ze starzenia się i procesów neurodegeneracyjnych) oraz ich wpływ na komunikację w relacji człowiek-maszyna zostały opisane w naszych wcześniejszych publikacjach [4, 5, 7]. Wydaje się, że pomimo silnej indywidualizacji oraz współwystępowania problemów pacjentów w podeszłym wieku, świadomość ww. ograniczeń pozwoli klinicystom i inżynierom wypracować rozwiązania adaptujące się do potrzeb konkretnych pacjentów. Wymagania Zgodnie z badaniem Boissy i wsp. [3] do kluczowych wymagań należą: zakres zastosowań, w tym terapia i opieka wielodyscyplinarna, usability (użyteczność, jakość użytkowa), wymagania użytkowników i specjalistów, bezpieczeństwo, szczególnie w zastosowaniach telemedycznych i telerehabilitacyjnych oraz wsparciu rodzin i opiekunów, obiektywizacja badań z wykorzystaniem paradygmatu Medycyny Opartej na Faktach (Evidence Based Medicine EBM), w tym randomizowanych prób klinicznych (ang. randomized controlled trials RCTs. Dotychczasowe analizy [4, 7, 8, 9, 10] pokazały rosnącą ilość badań w obszarze wykorzystania systemów telemedycznych i telerehabilitacyjnych w grupie pacjentów w podeszłym wieku. Należy jednak zaznaczyć, że większość dotychczasowych badań byla prowadzona w USA, natomiast zakres schorzeń u pacjentów geriatrycznych był zogniskowany m.in. na cukrzycy i chorobach serca, przy niedoszacowaniu schorzeń neurologicznych (w tym neurodegeneracyjnych), w których efektywność prewencji, leczenia, a przede wszystkim rehabilitacji ma znaczący wpływ na zmniejszanie się liczby osób niepełnosprawnych w tej grupie wiekowej [11]. Co więcej obszar neurorehabilitacji wydaje się jednym z najbardziej zrobotyzowanych, zarówno ze względu na złożoność deficytów i stowarzyszonych terapii oraz duże obciążenie terapią samych pacjentów, ich rodziny/opiekunów oraz interdyscyplinarnych zespołów terapeutycznych [12]. Kolejnym obszarem, któremu nie poświęcono należytej uwagi, były badania w zakresie bezpieczeństwa opieki domowej oraz obsługi alertów.
61 Problemy Istnieje potrzeba zrównoważenia wykorzystania robotów w terapii i opiece oraz kosztów etycznych w postaci: poczucia porzucenia, bycia niepotrzebnym/nieprzydatnym, wręcz obciążeniem dla społeczeństwa, poczucia uprzedmiotowienia pacjenta, poczucia utraty kontroli i bycia nadzorowanym, a niekiedy wręcz ubezwłasnowolnienia i infantylizacji pacjentów, utraty prywatności, ograniczenia (potrzeby) kontaktów międzyludzkich [2]. Znacznym problemem jest indywidualizacja terapii związana ze współwystępowaniem deficytów związanych z wiekiem oraz innych schorzeń, nabytych wcześniej. Z nagromadzenia ww. zagrożeń wynika, że niezbędne są dalsze badania oraz wytyczne w zakresie tempa i sposobu wdrażania robotów w terapii i opiece gariatrycznej, szczególnie przy procesie masowego wdrażania robotów pociagającym za sobą poważne zmiany organizacyjne i zmniejszony nadzór nad dalszym przebiegiem terapii i opieki zrobotyzowanej. Na obecnym etapie rozwoju robotów medycznych słuszne wydaje się ustawienie priorytetów w tym zakresie na: wydłużenie okresu aktywności pacjentów, w tym w pracy zawodowej (niekoniecznie w tym samym zawodzie), poprawę (lub utrzymanie na dotychczasowym poziomie) jakości życia pacjentów, zmniejszenie wpływu deficytów na czynności codziennego życia, kreowanie i kształtowanie kontaktów międzyludzkich i funkcjonowania w społeczności [13]. W związku z przesuwaniem się wzwyż oczekiwanej długości życia ważną kwestią może okazać się sprofilowanie rozwiązań pod kątem wieku pacjentów geriatrycznych, np. poprzez zastosowanie odrębnych rozwiązań dla osób określanych jako very elderly (tzw. późna starość, 75-90 r. ż.) [13], coraz większa jest również grupa pacjentów długowiecznych, dożywających nawet powyżej 100 r. ż. Sposób, w jaki ludzie postrzegają roboty oraz oczekiwania pacjentów są silnie zindywidualizowane, lecz mogą być celowo kształtowane przez pozytywne doświadczenia. Ludzie intuicynie dążą do nadania (w swojej wyobraźni) robotom pewnych cech w zakresie np. autonomii, preferencji, emocji (a niekiedy nawet płci: przeważnie męskiej), podczas gdy w rzeczywistości roboty są tylko maszynami ograniczonymi programem. Z tego powodu często preferowane są roboty o technicznym kształcie (niespotykanym w przyrodzie), z komunikacją za pomocą mowy oraz, coraz częściej, mimiki twarzy i gestykulacji. Pewne odczarowanie robotów, szczególnie dla grupy osób w podeszłym wieku, będzie z pewnością pomocne. Problemy generowane w omawianym zakresie są silnie interdyscyplinarne, łącząc nie tylko nauki medyczne, społeczne i techniczne, ale wręcz tworząc nowe dziedziny nauki w obrębie interakcji człowiek- -maszyna, jej psychologii, neurofizjologii (szczególnie w obszarze interfejsów mózg-komputer), filozofii itp. Istnieje zatem potrzeba interdyscyplinarnego kształcenia specjalistów medycznych oraz innych grup mających kontakt z pacjentem, a także ich dalszej współpracy w ramach prowadzenia profilaktyki i terapii oraz badań naukowych. Rozwiązania Rozwiązania w dziedzinie terapii zrobotyzowanej, w tym wykorzystania robotów społecznych, były już opisywane w odniesieniu do realiów polskich, zarówno pod kątem ich wykorzystania przez pacjentów geriatrycznych [4], jak i pediatrycznych [5]. Coraz szerzej wykorzystywane są roboty społeczne [14] oprócz mobilności i ograniczonej autonomii obdarzone również możliwością komunikowania
62 się i wchodzenia w interakcje z ludźmi. Może to być ułatwione dzięki nadaniu im kształtów ludzkich, zwierzęcych (tzw. podejście inspirowane biologicznie, ang. biologically inspired approach) lub wręcz celowo przerysowanych, budzących emocje (w tym sympatię) maskotek [15, 16]. Umożliwiona w ten sposób sztuczna empatia (por. systemy informatyki afektywnej [17]) ułatwia ww. robotom pobudzanie pacjentów do wskazanych dla nich form aktywności (zarówno fizycznej, jak i umysłowej), wsparcie w czynnościach codziennego życia, oraz reagowanie w sytuacjach alarmowych. Umiejętność rozpoznawania otoczenia, osób, ich zachowań i oczekiwań, oraz nabywanie doświadczeń i uczenie się przez robota preferencji i typowych zachowań w otaczającym go świecie pozwala na znaczne rozszerzenie repartuaru możliwych interakcji (np. o wnioskowanie z nietypowego kontekstu). Rozwój systemów sztucznej inteligencji może przynieść tu znaczny postęp, również w obszarze zachowań grupowych i współdziałania robotów ze sobą i otaczającymi je osobami. Nie do końca wiadomo jednak, jak rozstrzygnąć granice interwencji robota: o ile robot taki będzie w oparciu o dość prostą diagnostykę stanie rozróżnić osobę śpiącą od osoby, która zasłabła, czy też zapobiec kolizji pacjenta na wózku z elementami otoczenia, to na chwilę obecną trudno oczekiwać od niego np. zapobiegania kolizjom między osobami, szczególnie przy ryzyku uszkodzenia podczas pomocy jednego z uczestników kolizji. Obok rozwiązań zagranicznych (NAO, foka PARO nazwy własne robotów) interesujące są rozwiązania krajowe, szczególnie ze względu na możliwą szerszą dostępność dzięki niższym kosztom produkcji. Jako przykłady krajowych rozwiązań z obszaru robotów społecznych mogą służyć: robot Samuel zbudowany w 2010r. na Politechnice Wrocławskiej antropomorficzna głowa wyposażona w analizę obrazu i dźwięku z otoczenia, również jako kluczowy element przyszłościowego robota społecznego, dedykowanego również osobom w podeszłym wieku, wyposazone w funkje interakcji z otoczeniem, lokalizacji osób/twarzy, komunikację z syntezą mowy oraz wyrażanie emocji, robot Roman zbudowany w 2012r. na Politechnice Wrocławskiej o podobnej funkcjonalności jak Samuel, robot Flash zbudowany na Politechnice Wrocławskiej (w ramach programu LIREC Living with Robots and Interactive Companions), testowany w 2013r. w zakresie interakcji z ludźmi m.in. na Dworcu Głównym we Wrocławiu, a więc w wymagającym środowisku (duże zróznicowanie interkacji, szybkość zmian otoczenia, obecność zarówno osób dorosłych jak i dzieci), platforma OmnIVOice opracowana na Politechnice Łódzkiej, inne rozwiązania [18, 19]. Skalowalność i modułowość poszczególnych rozwiązań oraz możliwość współpracy robotów między sobą może rozwiązać problem ich adaptacji do potrzeb (od szpitala poprzez dom opieki aż po dom pacjenta). Kierunki dalszych badań Starzenie się populacji jest problemem globalnym, stąd badania w omawianym zakresie są prowadzone niemal na całym świecie. Istnieje możliwość i potrzeba korzystania z doświadczeń innych krajów, szczególnie Japonii, gdzie zarówno starzenie populacji, jak i robotyzacja oraz automatyzacja opieki ma miejsce od wielu lat. Rozwiązań zagranicznych nie da się jednak bezkrytycznie przenieść na rynek polski, zarówno ze względów kulturowych i społecznych, ekonomicznych i organizacyjnych (kwestie etyczne, znaczne oparcie opieki geriatrycznej na opiece domowej, słaba instytucjonalizacja, brak geriatrów, szpitali geriatrycznych oraz fizjoterapeutów geriatrycznych). Konieczne są rozwiązania dedykowane, takie jak funkcjonujące obecnie uniwersytety trzeciego wieku i kluby seniora, ważne jako środek promowania partycypacji w społeczeństwie. Wpisuje się to w paradygmat edukacji przez całe życie (ang. lifelong education). W naszym kraju nie ma obecnie dedykowanych rozwiązań w zakresie popularyzacji rozwiązań związanych z robotyzacją terapii i opieki geriatrycznej oraz telemedycyny geriatrycznej. Szersze zastosowanie ww. urządzeń może rozwiązać problem ciągłej dignostyki. Obecnie osoby w podeszłym wieku korzystają z powszechnie funkcjonującego systemu opieki zdrowotnej, często będąc diagnozowane i leczone w ramach różnych placówek służby zdrowia, nie zawsze w sposób zintegrowany
63 (np. badania mogą być powielane). Długowieczność robotów oraz ich możliwa adaptacja do trybu życia i upodobań pacjentów mogą sprzyjać ich wykorzystywaniu jako mobilnych urządzeń diagnostycznych, wsparcia, terapeutycznych oraz pierwszej pomocy (również w przypadkach demencji). Wnioski Agregacja dotyczasowyh doświadczeń, szczególnie badań na dużych grupach, jest konieczna nie tylko w celu potwierdzenia efektywności funkcjonujących/proponowanych rozwiązań, ale również wypracowania wytycznych dla poszczególnych grup pacjentów. Dzięki postępującej robotyzacji możliwa jest dalsza efektywna promocja rehabilitacji i opieki domowej. Pomimo ograniczonej liczby badań dotychczasowe doświadczenia wskazują, że warto w planowy sposób rozwijać robotykę geriatryczną [16], również na potrzeby polskich pacjentów.
Pismiennictwo [1] Shibata T, Wada K Robot therapy: a new approach for mental healthcare of the elderly a mini- -review. Gerontology. 2011;57(4):378-386. [2] Sharkey N, Sharkey A The eldercare factory. Gerontology. 2012;58(3):282-288. [3] Boissy P, Corriveau H, Michaud F, Labonté D, Royer MP A qualitative study of in-home robotic telepresence for home care of community-living elderly subjects. J Telemed Telecare. 2007;13(2):79-84. [4] Mikołajewska E, Mikołajewski D Możliwości wykorzystania robotów pomocniczych i obsługowych w opiece domowej. Gerontol Pol. 2011;19(3-4):176-180. [5] Mikołajewska E, Mikołajewski D Roboty terapeutyczne w rehabilitacji neurologicznej dzieci. Neurologia Dziecięca 2012;42(21):59-64. [6] Cho K. B., Lee B. H Intelligent lead: a novel HRI sensor for guide robots. Sensors (Basel). 2012;12(6):8301-8318. [7] Mikołajewska E. Mikołajewski D Komunikacja dla osób niepełnosprawnych w środowiskach nowych mediów. Lingua ac Communitas 2012;22:89-112. [8] Botsis T, Hartvigsen G Current status and future perspectives in telecare for elderly people suffering from chronic diseases. J Telemed Telecare. 2008;14(4):195-203. [9] Botsis T, Demiris G, Pedersen S, Hartvigsen G Home telecare technologies for the elderly. J Telemed Telecare. 2008;14(7):333-337. [10] Barlow J, Singh D, Bayer S, Curry R A systematic review of the benefits of home telecare for frail elderly people and those with long-term conditions. J Telemed Telecare. 2007;13(4):172- -179. [11] Brewer L, Horgan F, Hickey A, Williams D Stroke rehabilitation: recent advances and future therapies. QJM. 2013;106(1):11-25. [12] Pignolo L. Robotics in neuro-rehabilitation. J Rehabil Med. 2009;41(12):955-60. [13] Arai H, Ouchi Y, Yokode M i wsp. Toward the realization of a better aged society: messages from gerontology and geriatrics. Geriatr Gerontol Int. 2012;12(1):16-22. [14] Fong T, Nourbakhsh I, Dautenhahn K A Survey of socially interactive robots. Robotics and Autonomous Systems 2003;42:143 166. [15] Tondu B., Bardou N. Aesthetics and Robotics : which form to give to the human-like robot? World Academy of Science, Engineering and Technology 2009; 34:650-657. [16] Bemelmans R, Gelderblom G.. J., Jonker P, de Witte L Socially assistive robots in elderly care: a systematic review into effects and effectiveness. J Am Med Dir Assoc. 2012;13(2):114-120. [17] Mikołajewska E, Mikołajewski D. Informatyka afektywna w zastosowaniach cywilnych i wojskowych. Zeszyty Naukowe WSOWL 2013;2(168):171-184. [18] Granosik G.., Stanusch M.., Wójtowicz K Robot społeczny TEPSON. Pomiary Automatyka Robotyka 2010;6:12-16. [19] Maciejewski M, Niemiec M, Ryszka Ł Platforma mobilna do badania interakcji człowiek-robot. Pomiary Automatyka Robotyka 2012;16(9):88-91.