L’intelligenza artificiale applicata alla sanità: presente e futuro tra limiti, potenzialità e questioni etiche

Abbiamo partecipato per voi al forum di AIxIA (Associazione Italiana Per l’Intelligenza Artificiale) ente senza scopo di lucro nato nel 1988 che fa parte di EURAI, l’ente europeo per l’intelligenza artificiale dal 1982. AIxIA vanta più di mille associati in tutto il bel paese e lo scopo di questo evento organizzato da Digital Events, è quello di creare un connubio tra il settore della ricerca e quello dell’imprenditoria, che sappiamo bene essere molto lontani in Italia, soprattutto in ambito scientifico.

AIxIA nasce nel 1988, è un’associazione senza scopo di lucro che fa parte di EURAI (ente europeo per l’intelligenza artificiale dal 1982), e vanta più di mille associati in tutto il bel paese. Lo scopo dell’AI Forum dell’22 Settembre 2021, è quello di creare un connubio tra il settore della ricerca e quello dell’imprenditoria, che sappiamo bene essere molto lontani in Italia, soprattutto in ambito scientifico.

Piero Poccianti, presidente di AIxIA

“L’intelligenza artificiale comprende tanti paradigmi diversi che vanno mescolati tra di loro”, racconta Piero Poccianti, presidente di AIxIA (Associazione Italiana Per l’Intelligenza Artificiale), “percezione, riconoscimento, ragionamento, creazione. A questi, aggiungiamo anche l’apprendimento, seppur con tempi molto più lunghi di un essere umano, e una scarsa capacità di astrazione. Ma attenzione però, siamo ancora ben lontani dal poter parlare di un essere senziente.  “Siamo abituati a macchine che eseguono algoritmi creati da noi”, prosegue Poccianti, “ma l’AI ha fatto un passo avanti in questo senso, trattandosi di tecnologia dichiarativa: fornita di un contesto, di risorse, di obiettivi e ovviamente anche con dei vincoli, la macchina si crea l’algoritmo da sé.” Il presidente di AIxIA conclude il suo intervento d’apertura citando Alphafold, un programma di intelligenza artificiale in grado di comprendere come una proteina si è originata nello spazio e ci racconta brevemente in quali settori sanitari è possibile applicare l’AI: prevenzione, diagnostica, telemedicina, estrazione di informazioni utili da articoli scientifici, planning e gestione di risorse (soprattutto quando queste scarseggiano), sistemi di riabilitazione, sviluppo di vaccini e farmaci, ma più di ogni altra cosa l’abbattimento della burocrazia, per permettere ai medici di dedicarsi finalmente al paziente a tutto tondo. Impossibile pensare, secondo Poccianti, di mettere l’AI a disposizione della popolazione mondiale per raggiungere l’obiettivo num. 3 dello sviluppo sostenibile (buona salute e benessere), senza pensare ad una rete di connessioni con tutti gli altri obiettivi.

Emanuela Girardi, founder di Pop AI

Girardi, esperta del settore a livello europeo, ha introdotto i principali mega trend nel settore salute:

1. Invecchiamento della popolazione: nel 2030, 1 persona su 40 avrà più di 65 anni, nel 2040 diventerà 1 su 30; questo avrà un impatto enorme sul SSN, in quanto passeremo da un uso episodico della sanità, ad un uso preventivo nel lungo periodo.
2. Mancanza di risorse nel settore sanità: qui Girardi si riferisce sia al personale, sia al denaro. Ipotizza addirittura una carenza di 18 milioni di professionisti nel sanitario nei prossimi decenni, supponendo una mancanza di volontà dei giovani di investire in questo ambito (se togliessero l’esame d’accesso alle professioni sanitarie, forse i numeri aumenterebbero, ndr).
3. Cambiamenti climatici e ambientali

Girardi ci introduce anche al grande divario che c’è tra l’Europa e i grandi colossi USA e Cina; nonostante gli investimenti dell’AI nel settore sanitario, il gap ci mantiene ahimè come fanalino di coda. Una buona notizia però ve la possiamo dare: a livello di ricerca, noi italiani siamo tra i migliori, con la gestione di 17 progetti europei su 146 totali (al quarto posto tra i paesi UE). Ecco il famoso gap tra ricerca e industria di cui parlava Poccianti! Cinque sono le sfide principali dell’Unione Europea in questo settore:

1. Creare una rete per superare la frammentazione e raggiungere i grandi colossi USA e Cina
2. Recuperare dati condivisibili e fruibili, ovviamente con l’adeguamento della normativa sulla privacy finalizzata a tutelare il paziente
3. Trovare fondi
4. Cercare luoghi dove la ricerca e l’industria si possano incontrare
5. Creare una regolamentazione legale che sia equilibrata da entrambe le parti

L’EU4Health 2021-2027 è un importantissimo piano di investimenti europeo (il quarto in realizzato ad oggi), che dovrà investire 5 miliardi di euro di iniziative con i seguenti scopi:

1. Migliorare e promuovere la salute dei cittadini dell’Unione Europea, abbattendo le disuguaglianze
2. Tutelarci da minacce sanitarie transfrontaliere
3. Migliorare l’accessibilità ai farmaci e ai dispositivi medico-sanitari
4. Migliorare il SSN

A questo proposito è nata HaDEA, Agenzia Esecutiva Europea per la Salute e il Digitale, che Gilardi sottolinea non essere l’ennesimo ente burocratico istituzionale (ne riparliamo tra qualche anno? ndr), bensì un grande passo avanti per l’UE, considerato che gestirà ben 4,7 miliardi di euro destinati al settore, su 5,3 totali. La Dott.ssa Girardi conclude il suo intervento con una breve carrellata sulle iniziative satellite, che riguardano la raccolta dati, per promuoverne l’accesso e la condivisione (Data Act), l’innovazione volta all’incontro tra ricerca e industria (DIH – Digital Innovation Hub) e la regolamentazione, correlata al livello di rischio. La visione europea del futuro è questa ed ha già un hashtag, #healthunion.

Alessandro Tozzo, general manager di Liquidweb

Tommaso Capresi, head of brain control specialist

Liquidweb fa parte delle PMI di Siena nel settore information technology, difatti brain control è un sistema cosiddetto “human computer interface”: questo software ha lo scopo di migliorare la qualità della vita delle persone, permettendo loro di interagire con il mondo esterno, laddove i presupposti biologici non ci sono più. Brain control infatti è uno strumento di comunicazione aumentativa alternativa per migliorare l’interazione uomo-macchina, che si rivolge a tutti coloro che non possono più comunicare con i canali ordinari a causa di ictus, eventi traumatici e malattie degenerative, quali ad esempio la SLA. È un dispositivo medico CE destinato a persone che hanno mantenuto totalmente integra (o quasi) la capacità cognitiva.

Brain Control BCI (Brain Computer Interface)

È un dispositivo che legge i pensieri tramite un caschetto EEG e la sua capacità è quella di discernere tra due azioni mentali, una attiva e una “neutra”: davanti al display con le tre caselle, “sì”, “no” e “non so”, se il pensiero è neutro il cursore va avanti, laddove si attiva e c’è una risposta da parte del cervello, la casella si illumina.

Brain Control Sensory AAC

Questo meccanismo è in grado di individuare i movimenti residui di qualsiasi parte del corpo e il metodo più diffuso è il puntatore oculare, il cosiddetto standard, ma esiste anche la versione easy, cioè una modalità a scansione che differenzia quest’azienda da tutte le altre, poiché rende il dispositivo idoneo anche per chi ha poco controllo oculare. Entrambi questi modelli prevedono un percorso personalizzato per il paziente ed il suo caregiver, il protocollo prevede tre fasi – entry, advance e mantenimento – con sessioni da 40 minuti ciascuna, gestite da logopedisti in remoto; questo avveniva già da prima della pandemia, perché lo scopo è rendere la famiglia autonoma nella gestione e nell’utilizzo del dispositivo.

Brain Control Avatar

Questo progetto cambia totalmente target e obiettivo; è adatto anche per disabilità meno gravi, poiché è finalizzato a permettere visite anche da remoto, a garanzia di un futuro inclusivo e accessibile. Attualmente è attivo al Museo Santa Maria della Scala di Siena e ne permette la visita stando comodamente a casa propria! Visto il successo, sarà a breve attivo anche per visitare virtualmente il Museo della Scienza e della Tecnica di Milano.

Marco Penovich, responsabile area data & advanced analytics Engineering

Michele Mongillo, dirigente UO prevenzione e sanità pubblica, regione Veneto

Marco Breda, responsabile area adv. analytics in data & analytics Engineering

Il Dott. Mongillo apre il suo intervento raccontandoci quanto avere un modello previsionale sull’andamento della pandemia, sia stato utile per fare previsioni a tre settimane sul loro territorio: positivi, posti letto occupato, indice RT e mortalità, questi i principali fattori considerati dagli studiosi di Engineering. Mongillo sottolinea quanto spesso politici e tecnici siano lontani anni luce nel prendere decisioni, soprattutto a livello tempistico, considerato che spesso la ricerca necessita di lungaggini che la politica non può assolutamente permettersi, soprattutto durante una pandemia. Questa strategia ha permesso loro di avvicinarsi, soprattutto per quanto riguarda la presa di decisioni importanti, concedendo loro velocità e una oltremodo necessaria visione d’insieme. Penovich e Breda intervengono quali esperti di Engineering, colosso del settore dell’ingegneria informatica che vanta oltre un miliardo di euro di fatturato all’anno; il loro compito in questo progetto, è stato quello di calcolare l’evoluzione della pandemia secondo modelli cosiddetti compartimentali già presenti in letteratura. Si tratta però di sistemi semplici, che non garantiscono accuratezza, pertanto gli esperti hanno dovuto “aprirli” (come si dice in gergo informatico), aggiungendo altri compartimenti fondamentali, quali il numero di tamponi, i guariti, i posti letto in terapia intensiva, e così via. Inoltre sono stati modificati anche gli algoritmi, così da ottimizzare il calcolo della velocità di trasmissione del virus, e a giudicare dai grafici che ci hanno mostrato durante il forum, sono andati davvero vicino all’andamento reale della pandemia. Ovviamente il lavoro non finisce mai (perlomeno fintanto che ci troveremo nell’emergenza sanitaria), difatti l’algoritmo viene continuamente modificato tenendo conto di età, vaccinazioni, aumento posti letto liberi in terapia intensiva, etc.; lo scopo è fare una continua valutazione degli errori per limitare il bias, le previsioni avvengono ogni 20 giorni, al fine di consentire un calcolo quasi continuativo della percentuale di scarto.

Amedeo Cesta, dirigente ricerca CNR e vice presidente AIxIA

Marco Maratea, professore ordinario dell’università di Genova

Valter Fraccaro, presidente di SAIHUB

Roberta Gilardi, CEO di G-Gravity

Maratea gestisce una dell 7 task force di CLAIRE (Confederation of Laboratories for Artificial Intelligence Research in Europe) dedicate al contrasto della pandemia da Covid 19 e ha impiegato il suo intervento raccontandoci alcuni esempi pratici e concreti dell’applicazione di AI in campo sanitario:

• Schedulazione di sedute chemioterapiche (in collaborazione con surgiq.com – una PMI locale – e l’ospedale San martino di Genova): in questo protocollo vengono usati algoritmi di ragionamento automatico e il progetto ha avuto così tanto successo da ricevere a breve la pubblicazione, oltre che il premio “best application paper award”;
• Schedulazione di sessioni riabilitative (in collaborazione con surgiq.com e ICS Maugeri, presente in oltre 20 ospedali in tutta Italia): in questo caso lo scopo è assegnare ciascun paziente all’operatore più idoneo, valutando determinate caratteristiche di entrambi. Questo progetto è considerato molto importante, se si calcola che tra pochi anni almeno ⅓ della popolazione avra bisogno di riabilitazione;
• Schedulazione di sale operatorie in presenza di risorse scarse (in collaborazione con surgiq.com, ASL 1 Liguria e dedalus.eu): in questo caso verranno valutate preferenze, livello di urgenza, sale libere e già occupate, vicinanza alla terapia intensiva.

Fraccaro, presidente di SAIHUB (Siena Artificial Intelligence Hub), racconta di questo interessante incubatore autoctono, che vanta la bellezza di 400 aziende territoriali coinvolte, che messe insieme superano 14 miliardi di euro di fatturato. Lo scopo è quello di rafforzare il settore dell’AI e migliorare la competitività delle aziende. Valter Fraccaro sottolinea che oggi giorno per produrre un nuovo farmaco servono in media 15 anni e 3 miliardi di euro di investimento: l’obiettivo deve essere quello di ottimizzare e contenere, sia le tempistiche che le risorse economiche, e quale miglior occasione se non quella di attirare talenti in Toscana grazie alla collaborazione con l’università di Siena? Come anticipato all’inizio del forum da Poccianti, se non vengono convogliate le persone, le aziende e i capitali in un contenitore fertile, come possiamo generare capacità professionale e renderla fruibile? Ad oggi l’hub, dopo un solo anno di vita, conta 25 aziende, di cui metà fuori dalla Toscana e una 26esima svizzera in arrivo. Fondamentale dunque ottenere investimenti attraverso joint venture con privati e pubblici, soprattutto intercettando bandi nazionali e internazionali. Fraccaro parla con orgoglio del successo della prima edizione della “summer school di AI e di scienze della vita”, organizzata con lo scopo di orientare gli studenti frequentanti la quarta superiore; le iscrizioni hanno sfiorato i 90 ragazzi, pertanto l’organizzazione si è trovata costretta a bissare l’incontro! SAIHUB crede moltissimo nei giovani e nella formazione, infatti il suoi impegni verso gli studenti non si ferma qui: 54 borse di studio nei prossimi tre anni per giovani talenti, un contributo economico per un dottorato nazionale in AI, il finanziamento di cinque progetti di ricerca inerenti l’AI e 7 progetti di ricerca congiunti per un postdoc presso l’università di Siena: a occhio e croce siamo vicini al mezzo milione di euro di investimento e non vi nego che se da una parte mi invade l’entusiasmo nei confronti di questi investitori, dall’altra l’assenteismo dello Stato nei confronti della ricerca scientifica e tecnologica si fa ancora più pesante davanti a queste notizie.  Amedeo Cesta del CNR è un pioniere di questo settore, che già vent’anni fa iniziava a proporre progetti inerenti l’AI per assistere gli anziani. Ci racconta di GIRAFFplus, un’applicazione della robotica in situazioni reali, nata nel 2015 con lo scopo di comprendere se e come un robot a basso costo potesse essere messo a disposizione per migliorare la qualità della vita delle persone anziane. Qui l’argomento si amplia e ci spiega come l’integrazione di vecchia e nuova intelligenza artificiale possa fondersi per rendere continuativo il rapporto con l’essere umano. Possiamo davvero pensare di percepire un robot come fosse un amico? Il SI – Robotics Irish Dance Scenario realizzato in collaborazione con vari enti, tra cui l’istituto Sant’Anna di Pisa, ha proprio questa finalità: utilizzare la musicoterapia per riabilitare i pazienti, grazie ad un perfetto mix di sensoristica, attività ludico-ricreativa, AI e robotica; il robot infatti, muove le telecamere verificando così l’adeguatezza dei movimenti degli utenti.  Telepresence Scenario è un altro tipo di robot a servizio delle case, supportando l’ambito domestico in modalità modulata: integra infatti ad un robot di telepresenza a basso costo, la capacità di decision making tipica dell’intelligenza artificiale. Fondamentale secondo Cesta la valutazione del costo a partire dagli albori del progetto, altrimenti come si ritiene possibile supportare gli utenti con un’assistenza continua se il prezzo è proibitivo? Cesta conclude con Smart Sat Care, progetto basato sul collegamento satellitare ( e vincitore di un bando), dove il backend è un servizio ASL e il frontend un TV con set box collegato, il che può sembrare assurdo ma vi garantisco che non si tratta di fantascienza: il protocollo ha visto il coinvolgimento anche dell’agenzia spaziale italiana, essendo necessario l’utilizzo del satellite, oltre che di internet. Attualmente si prevede una sperimentazione di sei mesi sul territorio dell’ASL 2 Alba-Cuneo Piemonte, proprio a dimostrazione di come una buona integrazione tra AI e robotica classica possa rappresentare un investimento frutto di un mix tra tecnologie ad alto e a basso costo. Roberta Gilardi, CEO di G-Gravity (hub privato), fa il punto sul capitale privato europeo investito in AI: si parla di circa 3 miliardi di euro ma si chiede quanti di questi arrivano in Italia?, sottolineando che senza un imbuto che faccia incontrare il capitale pubblico, quello privato e quello industriale, sarà improbabile che il settore italiano possa fare il grande salto di qualità che merita.  La mattinata si chiude con un focus sulla pandemia in corso: alcuni esperti di Engineering, insieme al vice presidente di AIxIA e a due docenti universitari, raccontano come l’AI sia stata di fondamentale importanza nel contrasto della pandemia da Covid 19. Non ce ne vogliano i relatori se abbiamo dato spazio alle novità, ma forse perché siamo stanchi di sentire parlare di pandemia e come l’intelligenza artificiale, anche noi vogliamo guardare al futuro.