Un cotxe robòtic pot reduir l'estrès dels infants abans d'una operació

Sotmetre's a un tractament mèdic, passar per una intervenció quirúrgica o simplement haver d'estar-se en l'entorn hospitalari són situacions que generen por i ansietat en els infants, sobretot durant la primera infància. I això, a més de tenir un impacte a curt termini, també pot arribar a afectar el seu desenvolupament psicològic, social i educatiu posterior.

En aquest sentit, un equip internacional d'investigadors, en col·laboració amb l'hospital Sant Joan de Déu, ha desenvolupat i testejat un petit vehicle robotitzat amb l'objectiu de reduir l'estrès dels nens i nenes d'entre 3 i 10 anys abans d'intervencions quirúrgiques menors.

Els resultats d'aquesta primera prova pilot mostren que aquest tipus de robots poden ser una estratègia reeixida per reduir l'ansietat i la por precirurgia i poden constituir una alternativa eficaç a la medicació que s'utilitza de manera habitual per tranquil·litzar els infants.

A més, aquest primer prototip aporta coneixement sobre les possibilitats i els reptes d'integrar les anomenades tecnologies afectives en entorns hospitalaris pediàtrics.

"Els infants arriben a l'hospital, que és un entorn ja de per si hostil per a ells, i han de marxar amb desconeguts, com el personal mèdic, i passar per intervencions desagradables, com una punxada. Tot això els genera un pic d'estrès que, a la llarga, els pot acabar provocant dolor crònic", explica Jordi Albo, director científic de Lighthouse DIG i coinvestigador principal del projecte.

"Utilitzant un cotxe robòtic que canvia de colors, que fa música i olors, que els parla i interacciona amb ells, intentem minimitzar l'estrès que senten els nens durant aquest procés", afegeix aquest expert en robots socials.

Estrès dels infants abans del tractament

Segons un estudi realitzat per l'hospital Sant Joan de Déu de Barcelona, sis de cada deu petits pacients que han de passar per una cirurgia pateixen pics d'estrès abans de rebre l'anestèsia. Per tal de millorar l'estat emocional dels infants, des del centre hospitalari s'han explorat diverses opcions, des de fer activitats i jocs amb els nens abans de les intervencions fins a emprar teràpies assistides per gossos i pallassos, i fins i tot l'entrada dels pares al quiròfan.

Tanmateix, l'estratègia més habitual acostuma a ser la farmacològica, que, paradoxalment, pot encara contribuir més a l'estrès de les criatures pel gust amarg que solen tenir els medicaments i els efectes secundaris que comporten.

Estudis previs ja havien demostrat que emprar petits vehicles elèctrics motoritzats resultava eficaç per reduir el malestar dels infants. Els investigadors van agafar com a base per desenvolupar el seu prototip aquells resultats, així com la investigació que s'estava duent a terme al Media Lab de l'Institut Tecnològic de Massachusetts (MIT) en conducció assistida per a adults.

"Hem dotat de sensors el nostre cotxe robotitzat i d'IA, a més d'una superfície d'interacció. Això permet que el cotxe capti les expressions facials de l'infant, el ritme cardíac o de respiració i indicadors del seu estat emocional, i es pugui adaptar a com se sent l'infant canviant la música o els colors, o emetent olors per tal d'ajudar-lo a relaxar-se", apunta la investigadora de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) Àgata Lapedriza, professora dels Estudis d'Informàtica, Multimèdia i Telecomunicació, al capdavant del grup de recerca Artificial Intelligence for Human Well-being (AIWELL) de l'eHealth Center de la UOC.

El projecte és un exemple de computació afectiva "que es focalitza a desenvolupar sistemes d'IA que perceben emocions, que les entenen i que hi poden respondre de manera també emocionalment intel·ligent", subratlla Lapedriza, que juntament amb Albo ha coliderat el projecte.

En el disseny del vehicle hi han participat des de metges i metgesses i infermers i infermeres fins a experts en computació afectiva, robòtica social, ciència de dades, disseny de sensors, d'aprenentatge automàtic i visió per computador. El prototip ha estat fabricat per la companyia automobilística Hyundai a Corea del Sud i enviat a Sant Joan de Déu a Barcelona, on es va provar amb 86 nens i nenes d'entre 3 i 9 anys (edat mitjana de 5,23 anys) que van haver de passar per alguna intervenció entre el desembre de 2020 i el maig de 2023.

Efectes positius per als infants i els seus familiars

"Entrar a quiròfan amb el cotxe té efectes positius tant en els infants com en els pares", apunta Carmen Jerez, infermera pediàtrica de Sant Joan de Déu. "Als nens i nenes els donava la sensació de control, que eren ells els que conduïen i que estaven participant activament en el procés sense adonar-se'n, de manera lúdica. Els pares podien anar al seu costat comentant el viatge i veien que el seu fill experimentava menys ansietat i por", afegeix.

Tot i els esculls amb què es va trobar el projecte, com ara que bona part de l'estudi va produir-se en època covid i les mascaretes que duien els infants impedien que els sensors captessin les expressions facials, els autors del projecte, els resultats dels quals es van presentar al congrés Human Robot Interaction a Colorado a mitjans de març, consideren que el cotxe intel·ligent ha demostrat que podria ser una estratègia efectiva i escalable per reduir l'estrès preoperació dels infants.

"Ha estat un pilot que ens ha permès avaluar quina seria la resposta d'adopció d'aquest tipus de tecnologia en un entorn hospitalari real i també afinar el disseny del robot, veure quins sensors són útils i quins no, quines accions són o no viables", resumeix Lapedriza, que és també investigadora principal a la Northeastern University, a Boston (EUA).

El següent pas seria fabricar un nou prototip aplicant totes les conclusions obtingudes durant la prova pilot per poder realitzar un assaig clínic. Tanmateix, de moment el projecte està aturat per manca de finançament.

Aquesta recerca beneficia l’Objectiu de Desenvolupament Sostenible (ODS), 3, Salut i benestar.

Article de referència:

Agata Lapedriza et al. Deploying a Robotic Ride-on Car in the Hospital to Reduce the Stress of Pediatric Patients before Surgery. HRI ’24 Companion, March 11–14, 2024, Boulder, CO, USA

https://dl.acm.org/doi/abs/10.1145/3610978.3641081

UOC R&I

La recerca i innovació (R+I) de la UOC contribueix a solucionar els reptes a què s'enfronten les societats globals del segle XXI mitjançant l'estudi de la interacció de la tecnologia i les ciències humanes i socials, amb un focus específic en la societat xarxa, l'aprenentatge en línia i la salut digital.

Els més de 500 investigadors i investigadores i més de 50 grups de recerca s'articulen entorn dels set estudis de la UOC, un programa de recerca en aprenentatge en línia (e-learning research) i dos centres de recerca: l'Internet Interdisciplinary Institute (IN3) i l'eHealth Center (eHC).

A més, la Universitat impulsa la innovació en l'aprenentatge digital mitjançant l'eLearning Innovation Center (eLinC), i la transferència de coneixement i l'emprenedoria de la comunitat UOC amb la plataforma Hubbik.

Els objectius de l'Agenda 2030 per al Desenvolupament Sostenible de les Nacions Unides i el coneixement obert són eixos estratègics de la docència, la recerca i la innovació de la UOC. Més informació: research.uoc.edu.