Presentazione di PowerPoint - Scuola Superiore Sant`Anna

Corso di Laurea Specialistica in Ingegneria Biomedica
Indirizzo di Tecnologie Biomediche
Insegnamento di Bioingegneria della Riabilitazione
Anno Accademico 2010/2011
Modulo F. Ausili per la vita indipendente
del disabile e dell’anziano
Introduzione agli ausili e alle tecnologie
per l’assistenza personale
Cecilia Laschi
[email protected]
Modulo D: Ausili per la vita indipendente del disabile e dell’anziano
Lezioni:
• introduzione agli ausili e alle tecnologie per l’assistenza personale:
– definizioni: definizione di ausilio e servizio di assistenza, caratterizzazione degli ausili
– principi di progettazione universale
– il modello HAAT per l’interazione tra ausilio, utente, attività e contesto
• interfacce per ausili:
– Elementi principali delle interfacce per ausili
– Caratteristiche dei dispositivi di input
– Interfacce per selezione diretta: tastiere, riconoscimento vocale, touch screen / touch
pad, TongueTouch, controllo oculare, dispositivi di puntamento
– Interfacce per selezione indiretta: tecniche di scansione, formati di scansione, switch
• ausili per la comunicazione aumentativa e alternativa:
– Ausili non tecnologici, ausili non elettronici e ausili elettronici
• ausili per la mobilità:
– carrozzine manuali ed elettriche
• ausili per la manipolazione:
– classificazione e definizione delle tipologie principali
– ausili a bassa tecnologia per la presa e altri compiti specifici di manipolazione
– ausili robotici per compiti specifici e per uso generale
• Seminario sul servizio di fornitura di ausili del Servizio Sanitario Nazionale
Riferimenti bibliografici:
A.M. Cook, S.M. Hussey, Assistive Technologies: Principles and Practice, Mosby Elsevier, III
Edition, 2008
1
Sommario della lezione
•
•
•
•
Definizioni di ausilio e servizio di assistenza
Caratterizzazione degli ausili
Principi di Progettazione Universale
Modello HAAT
Sommario della lezione
•
•
•
•
Definizioni di ausilio e servizio di assistenza
Caratterizzazione degli ausili
Principi di Progettazione Universale
Modello HAAT
2
Bioingegneria della Riabilitazione:
alcune definizioni
• Rehabilitation is the (re)integration of an individual with a disability
into society (Robinson, 1993)
=> Riabilitazione
• Rehabilitation Engineering is the application of science and
technology to ameliorate the handicaps of individuals with disabilities
(Reswick, 1982)
=> Bioingegneria della Riabilitazione
• Rehabilitation Technology (or Assistive Technology) is the selection,
design, or manufacture of augmentative or assistive devices that are
appropriate for the individual with a disability
=> Ausili
C.J. Robinson, 1993. “Rehabilitation Engineering – an editorial”, IEEE Transactions on
Rehabilitation Engineering, Vol.1, pp.1-2.
J. Reswick, 1982. “What is a rehabilitation engineer?”, in Annual Review of
Rehabilitation, Vol.2, E.L. Pan, T.E. Backer, C.L. Vash (Eds.), Springer-Verlag, New York.
Evoluzione delle classificazioni
internazionali dell’Organizzazione Mondiale
della Sanità (OMS, WHO in inglese)
ICIDH
CLASSIFICAZIONE INTERNAZIONALE DELLE
MENOMAZIONI, DELLE DISABILITA’ E DEGLI
HANDICAP
Impairment  Menomazione
Disability  Disabilità
Handicap  Handicap
1980
ICIDH-2
CLASSIFICAZIONI DELLE MENOMAZIONI,
DELLE ATTIVITA’ PERSONALI E DELLA
PARTECIPAZIONE SOCIALE
1997
Obiettivi: uniformare il linguaggio ai
fini della pratica diagnostica, le
indagini epidemiologiche,
l’assessment clinico e l’impostazione
di programmi riabilitativi
ICF
CLASSSIFICAZIONE INTERNAZIONALE DEL
FUNZIONAMENTO, DELLA DISABILITA’ E
DELLA SALUTE
2001
3
I fenomeni di compromissione
descritti nell’ICIDH 1980
Situazione
intrinseca
esteriorizzata
oggettivizzata
socializzata
Definizioni ICIDH-2/ICF
• Funzioni corporee: funzioni fisiologiche o psicologiche dei sistemi corporei
• Strutture corporee: parti anatomiche del corpo, come gli organi, gli arti e i loro
componenti
• Menomazioni: problemi nelle funzioni o nelle strutture del corpo, intesi come
una deviazione o una perdita funzionale significativa
• Attività: esecuzione di un compito o di un’azione da parte di un individuo
• Limitazioni dell’attività: difficoltà che un individuo può incontrare nello
svolgimento delle attività (sostituisce Disabilità)
• Partecipazione: coinvolgimento di un individuo nelle situazioni di vita in relazione
alle condizioni di salute (funzioni e strutture corporee), alle attività e ai fattori di
contesto (sostituisce Handicap)
• Restrizioni della partecipazione: problemi che un individuo può avere nel
coinvolgimento nelle situazioni della vita (sociale e lavorativa)
Fonte:
ICIDH-2 Classificazione Internazionale Menomazioni-Disabilità-Handicap
dell’Organizzazione Mondiale della Sanità (WHO) (http://www.who.int/icidh)
4
Schema tipico del processo riabilitativo
Valutazione
funzionale
Intervento
riabilitativo
Terapia
riabilitativa
Valutazione
limitazioni
nelle attività
Ausili
Formazione
professionale
Reinserimento
sociale e
professionale
5
Attività e Partecipazione
Andamento del recupero di attività e partecipazione
nel processo riabilitativo
Soglia del
reinserimento sociale e
professionale
Soglia dell’autonomia
personale
Grado di successo
della terapia
Ausili Formazione
Evento
traumatico/
patologico
Eventuale
modifica della
strategia di
intervento
Tempo
Ausili (Assistive Technology)
Qualsiasi dispositivo, attrezzatura o
prodotto acquisito commercialmente,
modificato o personalizzato, usato per
aumentare o migliorare le capacità
funzionali di individui con disabilità
Public Law 100-407 - Stati Uniti
6
Ausili (Assistive Technology)
Qualsiasi dispositivo, attrezzatura o
prodotto acquisito commercialmente,
modificato o personalizzato, usato per
aumentare o migliorare le capacità
funzionali di individui con disabilità
Public Law 100-407 - Stati Uniti
• Un ausilio deve:
– corrispondere agli specifici bisogni di un utente;
– essere compatibile con le capacità dell’utente;
– svolgere funzioni di importanza per la vita quotidiana della persona;
– NON COMPENSARE LA MENOMAZIONE;
– MASSIMIZZARE L’ATTIVITA’ E LA PARTECIPAZIONE.
Assistive Technology Service
Any service that directly assists an
individual with a disability in the selection,
acquisition or use of an assistive
technology device
PL (public law) 100-407, the Technical Assistance to the States Act in the
United States 1988.
7
Main Motivations for the Development
of Assistive Technology
• Increased need for personal
assistance due to:
– elongation of life
expectations, with
increased prevalence of
debilitating conditions
and diseases
– increased risks of
traumas, in car
accidents and hazardous
sports
– increased survival rates
from traumatic injury
Classificazione SSN degli Ausili
(Nomenclatore Tariffario)
• 22 – Ausili per la stabilizzazione,postura e
deambulazione
• 25 – Protesi per laringectomizzati
• 27 – Accessori (per protesi e tutori di arto)
• 30 – Protesi fisiognomiche
• 101 – Ausili per l’incontinenza
• 201 – Ausili per la funzione visiva
• 301 – Ausili per la funzione acustica
• 401 – Ausili per la fonazione/comunicazione
• 501 – Ausili per la funzione motoria
Es. 22.51.137 corrisponde al codice delle
Carrozzine (51)
Elettriche (137)
Nomenclatore Tariffario SSN:
http://www.portale.siva.it/servizi/guida/il_nomenclatore_tariffario.htm
8
Classificazione ISO degli Ausili
LA DESCRIZIONE DEGLI AUSILI TECNICI PER PERSONE DISABILI E LE NORME TECNICHE
RIPORTARE NEL NOMENCLATORE TARIFFARIO FANNO RIFERIMENTO ALLA
CLASSIFICAZIONE ISO9999:1998 APPROVATA COME NORMA EUROPEA EN ISO 9999
Classe 03
Ausili per terapia ed addestramento
Classe 06
Ortesi e protesi
Classe 09
Ausili per la cura e la protezione personale
Classe 12
Ausili per la mobilità personale
Classe 15
Ausili per la cura della casa
Classe 18
Mobilia ed adattamenti per la casa o per altri edifici
Classe 21
Ausili per comunicazione, informazione e segnalazione
Classe 24
Ausili per manovrare oggetti e dispositivi
Classe 27
Adattamenti dell’ambiente, utensili e macchine
Classe 30
Ausili per le attività di tempo libero
Es.
12.21.27
corrisponde al codice delle
Carrozzine (21)
Elettriche (27)
Classificazione ISO:
http://www.portale.siva.it/servizi/guida/il_nomenclatore_tariffario.htm
Nomenclatore tariffario
TAVOLA DI CORRISPONDENZA FRA SISTEMI DI CLASSIFICAZIONE
FAMIGLIE DI PRESIDI SECONDO IL NOMENCLATORE TARIFFARIO
EX D.M. 28/12/92
AUSILI ORTOPEDICI:
28 – Ausili addominali
11 – Plantari
12 – Rialzi
13 – Calzature ortopediche predisposte di serie
14 – Calzature ortopediche su misura
16 – Apparecchi ortopedici per arto inferiore
17 – Apparecchi ortopedici per arto superiore
18 – Apparecchi ortopedici per il tronco
19 – Protesi di arto inferiore
20 – Protesi di arto superiore
22 – Ausili per la deambulazione e carrozzine
E’ importante conoscere questa corrispondenza
perchè in Italia solo gli ausili contenuti nel
Nomenclatore Tariffario sono rimborsati dal SSN
- - Ausili posturali
26 – Protesi oculari
29 – Ausili ottici correttivi
24 – Protesi acustiche
CLASSI DI PRESIDI CORRISPONDENTI
Secondo la classificazione a norma ISO
06 PROTESI E ORTESI.
03 12 Ausili per la terapia dell’ernia
06 12 03 Ortesi per piede
06 12 03 Ortesi per piede
06 33 03 Calzature ortopediche di serie
06 33 06 Calzature ortopediche su misura
06 12 Apparecchi ortopedici per arto inferiore
06 06 Apparecchi ortopedici per arto superiore
06 03 Ortesi spinali
06 24 Protesi di arto inferiore
06 18 Protesi di arto superiore
03 48 Ausili per rieducazione di movimento,
03 78 forza, equilibrio
12 18 Biciclette
12 21 Carrozzine
12 24 Accessori per carrozzine
12 27 Veicoli (passeggini)
12 36 Ausili per il sollevamento
18.09 Seggioloni
18 09 Sistemi di postura
06.30 Protesi non di arto:
06.30.21 Protesi oculari
21 Ausili per comunicazione, informazione e segnalazione
21.03 Dispositivi ottici correttivi
21.45 Apparecchi acustici
9
Esempio di Corrispondenza tra i due
Sistemi di Classificazione (Carrozzine)
E’ importante conoscere questa corrispondenza perché in Italia solo gli
ausili contenuti nel Nomenclatore Tariffario sono rimborsati dal SSN
Tabella di Corrispondenza SSN-ISO:
http://www.portale.siva.it/servizi/guida/elenco1.htm#_Toc480776658
Nomenclatore Tariffario
METODOLOGIA PER LA COSTRUZIONE E APPLICAZIONE DELLE PRESTAZIONI SANITARIE
PROTESICHE ORTOPEDICHE RIPORTATE NELL’ELENCO N. 1
Il D.M. 14-9-94 N. 665 individua la figura professionale del tecnico ortopedico con il seguente
profilo: Il tecnico ortopedico è l’operatore sanitario che, in possesso del diploma universitario
abilitante, su prescrizione medica e successivo collaudo, opera la costruzione e/o adattamento,
applicazione e fornitura di protesi, ortesi e di ausili sostitutivi, correttivi e di sostegno
dell’apparato locomotore, di natura funzionale ed estetica, di tipo meccanico o che utilizzano
l’energia esterna o energia mista corporea ed esterna, mediante rilevamento diretto sul paziente
di misure e modelli.
I dispositivi ortopedici riportati nell’elenco n. 1 sono applicati e forniti alla persona disabile dal
tecnico ortopedico.
Con riferimento alla direttiva 93/42 CEE i dispositivi sono classificati in:
DISPOSITIVI SU MISURA, ovvero quelli costruiti singolarmente sulla base della prescrizione
medica per essere applicati ed utilizzati solo da un determinato paziente, secondo metodi che
prevedono sempre la rilevazione di grafici, misure e/o calchi anche quando nella lavorazione
sono utilizzate parti o componenti di serie;
DISPOSITIVI IN SERIE PREDISPOSTI, ovvero quelli con caratteristiche comunque polifunzionali
costruiti con metodi di fabbricazione continua o in serie, che necessitano di essere individuati e
personalizzati tramite modifiche, successivamente adattati secondo la prescrizione del medico,
per soddisfare una esigenza specifica del paziente cui sono destinati.
Con riferimento alla norma ISO 8549-1, la costruzione di un dispositivo su misura o in serie
predisposto avviene attraverso le seguenti fasi di lavorazione:
10
Nomenclatore Tariffario
FASE 1
Valutazione esigenze funzionali dell’ausilio prescritto dallo specialista - Definizione delle
condizioni generali di salute, professionali e sociali del paziente, da parte di coloro che
saranno preposti alla cura e da parte del tecnico ortopedico in merito alla scelta dei
componenti. Procedure in merito alla scelta dei componenti e loro applicazioni che si
conformino al meglio alle condizioni reali del paziente.
Analisi di rischio di utilizzo - Sulla base delle esigenze funzionali e facendo riferimento alle
caratteristiche tecniche dei materiali e dei componenti che andranno a costituire l’ausilio, il
tecnico opera le scelte sulla base delle indicazioni della normativa 93/42 CEE (a decorrere
dal 15.6.1998, e della UNI EN 1441 "Dispositivi medici-Analisi dei rischi".
FASE 2
Progettazione - Definizione delle caratteristiche costruttive di ogni singola parte dell’ausilio,
stesura della scheda progetto, individuazione dei codici di riferimento al nomenclatore
tariffario e compilazione del preventivo.
Rilevamento misure e calco negativo - Acquisizione e registrazione di tutte le informazioni
necessarie alla realizzazione di protesi ed ortesi, quali la preparazione di diagrammi, grafici,
misurazioni e calchi negativi delle parti del corpo interessate. In particolare per una
migliore realizzazione delle ortesi dell’arto inferiore si procede con la valutazione
strumentale delle forze meccaniche di carico agli appoggi in fase statica e dinamica.
L’acquisizione delle misure può avvenire con sistema computerizzato, sistema "CAD"
(Computer aided design).
Nomenclatore Tariffario
FASE 3
Stilizzazione e correzione del calco positivo. - Procedura di modifica di un positivo ottenuto
per colata di gesso in un negativo, per ottenere la forma che determina completamente o
parzialmente l’aspetto finale dell’ausilio. Il calco positivo può essere realizzato mediante
l’elaborazione tridimensionale dei dati inseriti nel computer e la successiva realizzazione
tramite fresatrice a controllo numerico sistema "CAM" (Computer aided manifacture).
Correzione del grafico. - Modifica del grafico per ottenere un profilo che determini
completamente o parzialmente la forma finale della protesi o dell’ortesi.
FASE 4
Costruzione dei componenti prodotti individualmente su calco o in base alle misure.
Assemblaggio e allineamento provvisorio. Assemblaggio ed allineamento a banco dei
componenti di una protesi o di una ortesi conformemente alle caratteristiche definite in
base ai dati acquisiti sul paziente.
NOTA: allineamento. Definizione della posizione nello spazio dei diversi componenti di una
protesi o di una ortesi, gli uni rispetto agli altri e rispetto al paziente.
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Nomenclatore Tariffario
FASE 5
Prove: allineamento statico. - Procedura attraverso la quale l’allineamento a banco
provvisorio è corretto dal tecnico ortopedico sul paziente immobile.
FASE 6
Prove allineamento dinamico. - Procedura con la quale l’allineamento della protesi
e dell’ortesi è ottimizzato tenendo conto delle osservazioni relative a tutti i
movimenti del paziente.
FASE 7
Finitura. - Operazione di produzione realizzata dopo l’allineamento dinamico per
conferire all’ausilio la sua conformazione definitiva.
Nomenclatore Tariffario
FASE 8
Redazione della fascicolazione tecnica in riferimento alla qualità del prodotto in conformità con la
direttiva 93/42 CEE per i prodotti su misura vanno espletate le procedure dell’allegato VIII (a decorrere
dal 15/6/98).
FASE 9
Verifica e consegna dell’ausilio. - Procedura di verifica che conferma che l’ortesi o la protesi finita
(inclusa la personalizzazione, funzionalità ed estetica) è soddisfacente. In particolare, per protesi e
ortesi dell’arto inferiore la verifica funzionale può essere integrata da strumenti di rilevazione
elettronica che consentono di valutare meglio la funzionalità dell’ausilio.
Addestramento e spiegazione corretto utilizzo. - Autonomamente o in collaborazione con altre figure
professionali unite in "équipe multidisciplinare", il tecnico ortopedico addestra il disabile all’uso delle
protesi, delle ortesi e altri ausili per quanto riguarda:
La tecnica per calzare l’ausilio.
Le cautele nell’uso.
La durata e l’alternanza dei periodi di uso nella fase iniziale per non incorrere in arrossamenti,
piaghe, ecc.
Le procedure di pulizia.
La periodicità degli interventi di regolazione o manutenzione ordinaria.
NOTA: L’addestramento per quanto riguarda gli obiettivi terapeutici e riabilitativi non sono a carico del
tecnico ortopedico.
12
Il Laboratorio Ausili della ASL6 di Livorno
• Eroga servizi di consulenza per
informazione, identificazione,
adattamento, test e validazione di
ausili tecnologici
• Convenzionato con la Scuola
Superiore Sant’Anna di Pisa
• Attivo dal 1996, nasce in sinergia con
l’esperienza del Centro Auxilia di
Livorno (1995-1997)
Via S. Gaetano 7, Livorno
Livorno
Laboratorio per la valutazione e la sperimentazione di
ausili robotici e telematici per l’autonomia del disabile
A.S.L. 6
Livorno
1995
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Categorie di ausili
presso il laboratorio di Livorno
• Mobilità
• Comunicazione
• Ausili sensoriali - Visione
• Accesso al Computer
• Ausili di base per il controllo ambientale
Principi per l’adozione di ausili
1. Gli obiettivi, i bisogni e i compiti dell’utente devono sempre essere definiti
chiaramente, elencati e incorporati il prima possibile nel processo di intervento
2. Il coinvolgimento di professionisti della riabilitazione con competenze diverse
massimizza la possibilità di successo
3. Le preferenze, le capacità e le limitazioni cognitive e fisiche, le condizioni di vita e
l’atteggiamento verso le tecnologie dell’utente e le loro possibili variazioni nel
tempo devono essere valutate, analizzate e quantificate in maniera completa
4. Attenta e completa considerazione delle tecnologie disponibili per rispondere ai
bisogni dell’utente deve essere svolta per evitare di trascurare soluzioni
potenzialmente utili
5. Le preferenze e le scelte dell’utente devono essere tenute in considerazione nella
scelta dei dispositivi di ausilio
6. L’ausilio deve essere personalizzato e installato nello scenario in cui sarà usato
7. Non solo l’utente deve essere addestrato all’uso dell’ausilio, ma anche i familiari e
gli assistenti
8. Follow-up, riadattamenti e rivalutazioni dei modelli d’uso e dei bisogni dell’utente
sono necessari a intervalli periodici
14
Convinzioni errate sull’adozione di
ausili:
1. Gli ausili possono risolvere tutti i problemi – sebbene possa essere utile nello
svolgimento di molti compiti, la tecnologia da sola non può risolvere tutti i problemi
connessi con la disabilità
2. Persone con la stessa disabilità hanno bisogno degli stessi ausili – gli ausili devono
essere personalizzati perché pazienti con disabilità molto simili possono avere
bisogni molto diversi
3. Gli ausili sono necessariamente complessi e costosi – ausili a bassa tecnologia
possono talvolta risultare preferibili, per la loro semplicità, facilità d’uso e di
manutenzione, e basso costo
4. Le prescrizioni di ausili sono sempre accurate e ottimali – l’adozione di ausili è
tipicamente inesatta e cambia con il tempo, in accordo allo stato di salute
dell’utente, delle condizioni di vita, delle preferenze
5. Gli ausili vengono sempre usati dai pazienti – secondo dati statistici americani del
1990, circa 1/3 dei dispositivi adottati, non necessari per la sopravvivenza, non
vengono più usati dopo soli 3 mesi
Sommario della lezione
•
•
•
•
Definizioni di ausilio e servizio di assistenza
Caratterizzazione degli ausili
Principi di Progettazione Universale
Modello HAAT
15
Una caratterizzazione generale degli
ausili
• Ausili per l’assistenza vs. tecnologie
riabilitative/didattiche
• Ausili low tech vs. high tech
• Tecnologie hard vs. soft
• Appliance (elettrodomestico) vs. tool
(strumento/utensile)
• Tecnologie minime vs. massime
• Tecnologie di uso generale vs. specifico
• Tecnologie commerciali vs. personalizzate
Ausili per l’assistenza vs. tecnologie
riabilitative/didattiche
“La tecnologia può servire a due scopi principali: aiutare e
rieducare” Smith, 1991
• Tecnologie riabilitative e didattiche: tecnologie usate
nell’ambito di un processo riabilitativo o didattico, come
una delle modalità del piano complessivo; in questo
contesto la tecnologia è uno strumento di recupero e
riabilitazione
• Ausili per l’assistenza: tecnologie che aiutano
l’individuo a svolgere un’attività funzionale; in questo
contesto la tecnologia è parte della vita quotidiana e
delle attività funzionali dell’individuo
16
Ausili Tecnologici: Low Tech vs. High Tech
HIGH TECH
LOW TECH
• Realizzati con tecnologia semplice, • Realizzati con tecnologia più
complessa
disponibile a basso costo
• Maggiori funzionalità, più
• Ridotto numero di funzionalità
complesse e articolate
• Poco costosi
•
Costosi
• Facili da usare
• Uso più complesso
Ausili Tecnologici: Hard e Soft
Hard
Soft
• Oggetti tangibili
• Persone
• Testi scritti
• Software
per:
• Decisioni
• Strategie
• Istruzione
• Apprendimento
• Ecc.
Poggiapolsi
Scudo per tastiera
Odor, 1994
17
Appliance e Tool
TOOL
APPLIANCE
• Dispositivo che “provvede a
soddisfare un bisogno di un
individuo indipendentemente
dal livello di abilità”
(Vanderheiden, 1987)
• Esempi:
–frigorifero
–occhiali
–bracciolo per carrozzina
• Strumento che richiede lo
sviluppo di abilità acquisite
con l’uso
• Il buon uso dipende da
apprendimento, allenamento
e esperienza
• Esempi:
–robot da cucina
–software
–joystick
Gli ausili sono spesso strumenti utilizzati esclusivamente dalla persona
disabile che quindi non può apprendere il suo utilizzo attraverso
l’osservazione di altri utenti (Vanderheiden,1987)
Tecnologie minime vs. massime
Continuum dei bisogni
Ausili per l’assistenza o il
miglioramento delle abilità
nello svolgere un compito
Tecnologie che sostituiscono
una quantità significativa
delle abilità a generare
risultati funzionali
• Tecnologie minime: aumentano le funzionalità
– Ortesi o dispositivi ortesici
• Tecnologie massime: sostituiscono le
funzionalità
– Protesi o dispositivi protesici
18
Ausili Ortesici o Protesici: definizione
• Ortesi o dispositivo ortesico: è un ausilio
utilizzato per migliorare (aumentare) una
funzione e non per sostituirla
• Protesi o dispositivo protesico: è un ausilio
che provvede alla sostituzione di una funzione
(es: dispositivi per la comunicazione)
– Originariamente questo termine veniva usato per
indicare ausili che sostituivano parti del corpo dal
punto di vista strutturale e funzionale
Uso generale vs. specifico
• Di uso generale (general-purpose): ausili
progettati per svolgere un insieme di funzioni in
più campi applicativi
– Esempi:
• Interfacce di controllo (joystick)
• Computer
• Di uso specifico (task-specific): ausili progettati
per un uso specifico
– Esempi:
• Ausili per la comunicazione
• Carrozzine manuali o elettriche
• Ausili per la nutrizione
19
Functional Mapping
Where is the
optimal tradeoff point?
Robot Functional Modules
ROBOT 1
Fetch
and
Carry
Vision
Preparation
Task-Specific Robots
Processing
ADL
Tasks
Enjoying
Eating
General
Purpose
Robot
Intelligent Reasoning
Sensors
Navigation
User Functional Needs
Level 2
Mobility
Signal Processing
ROBOT 2
Level 1
Manipulation
…
Level 3
Human-Robot
Interface
Beyond
Task-specific Robots
 Pros:
MySpoon
 Natural evolution of
today’s appliances
 Less invasive
 Lower cost/benefit ratio
 More commercially viable
 Shorter development cycle
 Cons:
Handy 1
Rehab Robotics
 Need many devices to
meet total need
 Common standards,
interaction styles and
interfaces still missing
Cye Robot
ProRobotics
Roomba
iRobots
20
Ausili Tecnologici: dal commerciale
al personalizzato
Commercially Available
Standard
Special
(for general population)
(for disabled population)
Modified
Custom
Fonte: Cook and Hussey, 2008
Sommario della lezione
•
•
•
•
Definizioni di ausilio e servizio di assistenza
Caratterizzazione degli ausili
Principi di Progettazione Universale
Modello HAAT
21
Progettazione Universale: definizioni
• “Universal Design” (usato in USA e Giappone)
• “Design for All” (usato in Europa)
• “Inclusive Design” (usato in Gran Bretagna)
“… designers ensure that their products and services address the
needs of the widest possible audience”
Definizione del Ministero Britannico del Commercio e dell’Industria,
2000
“… Universal design is an approach to design that incorporates
products as well as building features which, to the greatest extent
feasible, can be used by everyone”
Definizione del ‘padre’ della progettazione universale Ron Mace, 1985
Progettazione universale: definizione
• Erroneamente interpretata come “un prodotto
per tutti”
• E’ una filosofia che incoraggia i progettisti a
considerare i bisogni del più ampio spettro di
utenti
• Tipicamente porta a prodotti progettati per la
popolazione più ampia possibile, ma non per
tutta
22
Principi della Progettazione Universale
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
Equità d'uso
Flessibilità d'uso
Uso semplice ed intuitivo
Informazione accessibile
Tolleranza agli errori
Sforzo fisico minimo
Dimensione e spazio per l'uso adatto a
qualsiasi utente
Cook and Hussey, 2002
Principi della Progettazione Universale:
1. Equità d’uso
1. L’equità d’uso prevede
che le soluzioni scelte
siano adatte per
persone con qualsiasi
tipo di abilità, senza
discriminare.
23
Principi della Progettazione Universale:
2. Flessibilità d’uso
2. Secondo il principio della
flessibilità d’uso la
progettazione deve
soddisfare un’ampia
gamma di preferenze e
abilità individuali.
Principi della Progettazione Universale:
3. Uso semplice e intuitivo
3. L’uso deve essere facile
da capire,
indipendentemente
dall’esperienza,
conoscenza, abilità di
linguaggio, capacità di
concentrazione
dell’utente.
24
Principi della Progettazione Universale:
4. Informazione accessibile
4. L’informazione
deve essere
accessibile,
l’oggetto deve
comunicare le
informazioni che
servono all’utente
per il suo utilizzo,
indipendentemente
dalle sue abilità
sensoriali o dalle
condizioni
ambientali.
Principi della Progettazione Universale:
5. Tolleranza agli errori
5. La tolleranza rispetto
agli errori si traduce
in una progettazione
che minimizza i rischi
e le conseguenze
avverse derivanti da
usi accidentali o non
voluti.
25
Principi della Progettazione Universale:
6. Sforzo fisico minimo
6. L’oggetto deve poter
essere utilizzato con
efficacia e
comodamente col
minimo sforzo fisico.
Principi della Progettazione Universale:
7. Dimensione e spazio per l'uso adatto a
qualsiasi utente
7. Devono essere messi a
disposizione spazi e misure
adeguati, affinché
l’accessibilità, l’utilizzo e la
possibilità di intervento non
dipendano dalle dimensioni
del corpo della persona, dalla
sua postura o capacità di
movimento.
26
Sommario della lezione
•
•
•
•
Definizioni di ausilio e servizio di assistenza
Caratterizzazione degli ausili
Principi di Progettazione Universale
Modello HAAT
Sistema di assistenza
Definizione
Un sistema di assistenza è costituito dall’operatore
umano (componente umana) che utilizza un
ausilio tecnologico per svolgere una attività
desiderata in un determinato contesto
(domestico, lavorativo, sociale, etc.)
Il sistema di assistenza, quindi, è il sistema
composto dall’utente, dall’ausilio, dall’ambiente e
dall’attività che si vuole compiere
27
Human Performance
(Bailey, 1989)
E’ il risultato funzionale di un insieme di azioni
compiute per perseguire un obiettivo in accordo con
alcuni standard
 Per un sistema di assistenza la performance è estesa a
tutto il sistema di assistenza (performance del
sistema)
 La performance è il risultato funzionale di un insieme
di azioni che costituiscono il comportamento umano
 Possiamo misurare solo la performance e non il
comportamento umano
“Performance” del Sistema
Quando si vuole determinare l’efficacia di un
sistema di assistenza, è necessario misurare la
performance del sistema, cioè l’insieme delle sue
prestazioni che è una combinazione della
componente umana, dell’attività che si vuole
compiere, dell’ambiente nel quale questa azione
è compiuta e degli ausili tecnologici utilizzati
28
Misurazione e valutazione (Kondraske 1990)
Misurazione
(Measurement)
Valutazione
(Evaluation)
 È un processo per quantificare
una singola dimensione di un
oggetto o evento attraverso
l’uso di uno standard di misura
assoluto
 Esempi
 La misura del tempo per portare
a termine un determinato
compito
 La misura del numero di errori
fatti nell’esecuzione di un
compito
 E’ il processo per
determinare il valore di
una misura in un
contesto specifico
 Interpretazione dei dati
quantitativi emersi dalle
diverse misure
 Esempi:
 protocolli di valutazione
funzionale
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
(Human-Activity-Assistive-Technology)
ATTIVITA’
AUSILI
TECNOLOGICI
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
29
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
È un modello utile per valutare le “performance” del
sistema di assistenza
È costituito da più componenti (persona, attività,
ausili e contesto), ognuna delle quali svolge uno
specifico ed identificabile ruolo nel sistema
complessivo
Il punto di partenza per la definizione del sistema di
assistenza è un determinato bisogno (o desiderio)
della persona di svolgere una specifica attività
Ogni attività viene svolta in un determinato contesto
La combinazione dell’attività e del contesto permette
di specificare le capacità prestazionali (skills) richieste
alla persona
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
 Se le abilità residue della persona non corrispondono
alle capacità prestazionali richieste è necessario
integrare nel sistema uno o più ausili tecnologici
 L’uso di ausili può comportare la richiesta di ulteriori
capacità prestazionali alla persona
 Tali capacità aggiuntive saranno però progettate in
modo da corrispondere sia alle reali abilità residue della
persona sia alle potenzialità e ai vincoli del sistema di
assistenza (ausili, contesto)
 Poiché ciascun utente ha di fatto abilità residue e
esigenze diverse, ogni sistema di assistenza è unico
30
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
(Human-Activity-Assistive-Technology)
ATTIVITA’
AUSILI
TECNOLOGICI
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
Attività: definizione
L’attività è l’elemento fondamentale del modello
HAAT e definisce l’obiettivo del sistema di
assistenza
L’attività è l’espressione funzionale della
prestazione umana (risultato funzionale)
Le attività sono parte integrante e sostanziale
della vita quotidiana, possono essere imparate e
sono influenzate da fattori sociali e culturali
relativi al contesto (Cynkin,1979)
31
Il modello HAAT: Aree di prestazione delle Attività
ATTIVITA’
•Cura personale
AUSILI
•Lavoro/Scuola TECNOLOGICI
•Intrattenimento /
tempo libero
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
In particolare…
Classificazione delle Attività (American
Occupational Therapy Association, 1999)
 Cura personale (ADL – Activities of Daily Living)

Vestirsi

Igiene personale

Mangiare

Comunicare
–

Assumere farmaci, medicazioni

Mobilità

Sessualità
 Lavoro e Scuola (Extended ADL)

Attività per la gestione della casa

Attività educative

Attività lavorative

Attività per la cura degli altri
 Intrattenimento e tempo libero (Extended ADL)

Relax e svago

Espressione personale (sport, arte, ecc.)
32
Attività e Ruolo sociale
 Le attività sono determinate dal “ruolo sociale (life role)”
dell’individuo
 “Ruolo sociale” = posizione distintiva nella società cui sono
associate aspettative di comportamento e di prestazione
umana (Christiansen, 1991)
 L’identificazione dei diversi ruoli svolti da un singolo
individuo permette la definizione e la caratterizzazione
delle attività in termini di requisiti di prestazione attesi.
 Esempio: una madre che legge un libro ad un bambino si
comporterà diversamente da una impiegata che legge una
relazione durante una riunione di lavoro
Decomposizione delle Attività
Ogni attività puo essere scomposta in un
insieme di compiti o sotto-attività (Tasks)
Le abilità intrinseche (destrezza motoria, acuità
visiva, capacità decisionale, ecc.) e le capacità
acquisite (usare il computer) della persona
permettono l’esecuzione dei Task e il
raggiungimento del risultato funzionale finale
Quindi l’analisi dei singoli Task permette di
valutare se la persona possiede le abilità
sufficienti per lo svolgimento di una determinata
attività o se è necessario l’uso di ausili
33
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
(Human-Activity-Assistive-Technology)
ATTIVITA’
AUSILI
TECNOLOGICI
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
Contesto
 Ogni attività si svolge in un contesto
 La descrizione di un contesto presuppone l’analisi di
quattro principali attributi:
1. il contesto applicativo (scenario), ad esempio la casa, il
luogo di lavoro, ospedale, residenze assistite, ecc.
2. il contesto fisico (temperatura, luminosità, rumore, ecc.)
3. il contesto sociale (presenza di estranei, di amici, di
familiari, solitudine, ecc.)
4. il contesto culturale (senso di indipendenza, disponibilità
ad accettare assistenza da altri, qualità e frequenza delle
relazioni interpersonali, regole e abitudini di convivenza,
ecc.)
34
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
(Human-Activity-Assistive-Technology)
ATTIVITA’
AUSILI
TECNOLOGICI
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
Ausili tecnologici (AT)
 Gli ausili tecnologici possono anche essere definiti
come abilitatori estrinseci in quanto permettono il
miglioramento della prestazione umana in
presenza di disabilità (limitata abilità residua)
 Tra l’ausilio tecnologico e gli altri componenti del
sistema di assistenza esiste un continuo flusso di
informazioni e di forze che deve essere
opportunamente progettato in modo da
permettere il corretto funzionamento del sistema e
quindi il conseguimento dell’obiettivo
35
Ausili tecnologici (AT)

Schematicamente, ogni ausilio
tecnologico è costituito da
Interfaccia Persona/
quattro componenti
PERSONA
fondamentali:
Tecnologia
1. l’interfaccia persona/ausilio (fisica
e cognitiva, bidirezionale)
2. output di attività, che contribuisce
alla prestazione funzionale
Unità di Processo
3. l’unità di processo, che trasforma
gli input fisici (forze) e cognitivi
(le informazioni) ricevute dalla
persona in segnali che servono
per controllare l’output di attività
Interfaccia
4. l’interfaccia ambientale (ausilioambientale
contesto), che rileva informazioni
sul contesto e le trasferisce
all’Unità di Processo e, tramite
l’interfaccia persona/ausilio, alla
persona
Output di attività
ATTIVITA’
CONTESTO
Ausili tecnologici (AT)


Tutti i componenti di un sistema
di assistenza possono essere
implementati con tecnologie
materiali (o tangibili)

Esempi: componenti meccaniche,
elettroniche, software
Tuttavia, alcuni componenti del
sistema possono essere costituiti
da tecnologie immateriali (o
intangibili)

Esempi: istruzioni scritte o orali
(manuali d’uso), procedure, ausili
concettuali per aumentare le
prestazioni (es. metodi per
memorizzare comandi), codifiche
particolari dei comandi
PERSONA
ATTIVITA’
Interfaccia Persona/
Tecnologia
Unità di Processo
Interfaccia
ambientale
Output di attività
CONTESTO
36
Integrazione Uomo-Ausilio Tecnologico
Gli “strumenti” diventano parte integrante dell’utente
(Gibson)
Individui protesizzati
tendono a sovrastimare
la lunghezza del proprio
arto
(McDonnell et al,1989)
Gibson J: The ecological approach to visual perception, Boston,1979
Integrazione Uomo-Ausilio Tecnologico
Gli “strumenti” diventano parte integrante dell’utente
Il dispositivo riveste un
ruolo fondamentale nell’
”immagine” che
l’individuo ha di sé
(Ragnarsson, 1990)
Gibson J: The ecological approach to visual perception, Boston,1979
37
Ausilio Tecnologico o Assistente Personale?
Nello sviluppo di un sistema di assistenza
è fondamentale considerare le sinergie
tra obiettivi, assistente personale e
dispositivo tecnologico
(Enders,1999)
Ausilio Tecnologico o Assistente Personale?
L’assistente personale
è coinvolto nei task
per i quali è
necessario utilizzare
gli arti superiori e per
assistere l’utente
nello spostamento
VerbruggeLM,Rennert C, Madans JH: The great efficacy of personal and
equipment assistance in reducing disability, Am J Pub Health,1997
38
Ausilio Tecnologico o Assistente Personale?
Il dispositivo
tecnologico è utilizzato
per rispondere ai task
che coinvolgono gli arti
inferiori
VerbruggeLM,Rennert C, Madans JH: The great efficacy of personal and
equipment assistance in reducing disability, Am J Pub Health,1997
Ausilio Tecnologico o Assistente Personale?
I dispositivi di assistenza, se
progettati in modo da essere
rispondenti ai bisogni dell’utente,
non solo sono accettati, ma
accrescono il senso di
indipendenza
VerbruggeLM,Rennert C, Madans JH: The great efficacy of personal and
equipment assistance in reducing disability, Am J Pub Health,1997
39
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
(Human-Activity-Assistive-Technology)
ATTIVITA’
AUSILI
TECNOLOGICI
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
Scuola Superiore Sant’Anna
Effetti del tempo e dello spazio
A
AT
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
P
A
A
AT
P
C
AT
C
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
P
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
C
40
Esempio di applicazione del modello HAAT
Casa
Spazio di lavoro informale
ADL
Ausilio
robotico
Utente disabile,
Assistenti
Tecnologia
Uomo
Attività
Contesto
Abitudini , preferenze, cultura dell’utente
Esempio di applicazione del modello HAAT
Casa, Ufficio
Livello di affinità
Computer
con sintesi
Comunicazione vocale e
interpersonale interfaccia
adattata
alle
Utente capacità
disabile residue
Tecnologia
Uomo
Attività
Contesto
Abitudini , preferenze, lingua nativa
41
Il modello HAAT: Persona-Attività-Ausili Tecnologici
(Human-Activity-Assistive-Technology)
ATTIVITA’
AUSILI
TECNOLOGICI
Tecnologia
Persona
Attività
Contesto
PERSONA
CONTESTO
Persona
 L’utente (disabile) in un sistema di assistenza svolge un ruolo
equivalente a quello dell’operatore umano nei modelli di valutazione
della prestazione umana che possono quindi essere applicati per
misurare l’efficacia del sistema stesso
 Le abilità generali della persona, abilitatori intrinseci, possono
essere raggruppati in tre principali categorie:

Input sensoriali (Percezione)

Elaborazione centrale

Output motori (Azione)
 Gli output motori relativi alla abilità di manipolazione, mobilità e
comunicazione sono condizione necessaria per lo svolgimento di una
attività
42
Un modello della componente umana
nell’interazione uomo-macchina
SENSORI
ELABORAZIONE CENTRALE
PERCEZIONE
COGNIZIONE
CONTROLLO
MOTORIO
MEMORIA



EFFETTORI
Usato in ergonomia e psicologia
I blocchi delineano componenti funzionali piuttosto che
strutturali
Tali componenti rappresentano gli abilitatori intrinseci
dell’individuo
Bailey, 1989
I sensori


Input dai sensori per ottenere dati
dall’ambiente
Limitazioni possibili in:


Sensibilità (livello minimo rilevabile)
Ampiezza (variazioni ammissibili in
dimensione, ampiezza o magnitudine)
SENSORI
ELABORAZIONE CENTRALE
PERCEZIONE
COGNIZIONE
CONTROLLO
MOTORIO
MEMORIA
EFFETTORI
43
Gli effettori



Elementi nervosi, muscolari e scheletrici del
corpo umano che forniscono movimento o
output motorio
Operano sotto il controllo dell’elaborazione
centrale e in risposta all’input dai sensori
Limitazioni possibili dovute a compromissione
di uno o di una combinazione degli elementi
SENSORI
ELABORAZIONE CENTRALE
PERCEZIONE
COGNIZIONE
CONTROLLO
MOTORIO
MEMORIA
EFFETTORI
L’elaborazione centrale




Funzioni percettive, cognitive, di controllo neuromuscolare, fattori psicologici
Percezione: interpretazione ed attribuzione di significato ai dati ricevuti dai
sensori, con l’uso dell’informazione contenuta nella memoria
Cognizione: capacità di attenzione, memoria, soluzione di problemi,
decisione, apprendimento, linguaggio e altri compiti
Controllo motorio: integrazione delle componenti sensoriali, percettive e
cognitive in un atto motorio eseguito dagli effettori



Pianificazione motoria: movimenti eseguiti per compiere un task
Apprendimento motorio: acquisizione della capacità di eseguire un task in
maniera automatica tramite la pratica ripetuta
Funzione psico-sociale: identità, autoprotezione e motivazione
SENSORI
ELABORAZIONE CENTRALE
PERCEZIONE
COGNIZIONE
CONTROLLO
MOTORIO
MEMORIA
EFFETTORI
44
Un modello della componente umana
nell’interazione uomo-macchina
Il progettista deve conoscere dell’utente:
1.
Che cosa può fare (abilità - skills)
2.
Che cosa non può fare (limitazioni)
3.
Che cosa vuole fare (motivazioni)

Le motivazioni sono direttamente connesse agli
obiettivi e ai bisogni della persona e a quanto
l’ausilio li soddisfa

Le abilità e le limitazioni sono da considerare
rispetto alle tre aree del modello
Bailey, 1989
Abilità e capacità della persona
 L’abilità è una caratteristica di base propria della persona che
si manifesta anche in presenza di un nuovo compito da
svolgere, mentre la capacità (skill) è un livello di competenza
specifico che si acquisisce con l’esercizio (Bailey, 1989)
 E’ possibile valutare le abilità (residue) di una persona, ma è
molto difficile predire la capacità (il livello di competenza)
che la persona stessa può raggiungere nell’uso di un ausilio
tecnologico
 Una abilità può essere anche la risultante di capacità
acquisite in precedenti esperienze. Ad esempio: acquisire la
capacità dell’uso del joystick come interfaccia per il Personal
Computer; sfruttare questa capacità acquisita come abilità
per il controllo di una carrozzina elettrica
45