Por Diego Sánchez ValdiviaLa escasez de profesionales en salud mental es un problema crítico en Perú. Según la OMS, por cada 100,000 habitantes, el país solo cuenta con tres psiquiatras y diez psicólogos, lo que evidencia una brecha notable en la atención de los trastornos mentales. Para solucionar este problema, un equipo de investigadores de la Pontificia Universidad Católica del Perú (PUCP) trabaja en la optimización del diseño y construcción de Qhali, una robot humanoide expresiva que, a través de la inteligencia artificial (IA) y la tecnología más avanzada, tiene la misión de atender a pacientes en aislamiento o expuestos a condiciones de alto riesgo, como salas de Unidad de Cuidados Intensivos (UCI) o campamentos mineros en zonas alejadas.
Tras superar con éxito su primera etapa de pruebas realizada en hospitales y clínicas, el equipo de investigación viene trabajando en una
versión mejorada de su servicio de telepresencia con funcionalidades ampliadas de hardware y software. Por este motivo, a finales de mayo pasado,
obtuvo un financiamiento de 350.000 soles en el concurso Desarrollo Tecnológico de ProCiencia, entidad adscrita al Consejo Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación Tecnológica (Concytec).
En diálogo con la Agencia Andina, el docente Gustavo Pérez Zúñiga, doctor en ingeniería automática e investigador principal del proyecto Qhali, destacó que su prototipo se distingue de alternativas similares por brindar soporte emocional a los pacientes mediante un avanzado sistema de hardware y software que amplía su funcionalidad en tres áreas claves: detección temprana de síntomas, intervención psicológica breve y terapéutica, y promoción de salud mental.
Al momento de brindar terapia psicológica a los pacientes, el servicio de telepresencia del
robot humanoide ofrece mayores ventajas que cualquier sistema de videoconferencia, aseguró el experto. “En el caso de temas de salud, es favorable desarrollar robots que tengan físicamente forma de seres humanos porque eso facilita una interacción con personas y facilita la comunicación que se pueda tener después para diferentes tipos de actividades, por ejemplo, en este caso, temas de salud mental”, resaltó Pérez.
Para su desplazamiento, Qhali está equipada con sensores LiDAR, cámaras de profundidad, sensores ultrasónicos de 360 grados y actuadores eléctricos que le permiten reconocer su entorno y moverse de manera autónoma en entornos complejos. El sistema de navegación del
robot incorpora
algoritmos de control automático y de IA basados en la técnica de
reinforcement learning (aprendizaje reforzado) para la
planeación y optimización de rutas en ambientes con obstáculos.
Además, el prototipo dispone de brazos robóticos, una cámara web y una pantalla en el pecho que permiten a los pacientes realizar pruebas psicológicas y comunicarse por videoconferencia con terapeutas, quienes luego pueden analizar la información recogida por el robot para efectuar diagnósticos y monitoreos más sofisticados.
El robot tiene la habilidad de comunicar gestos y emociones mediante movimientos coordinados de sus articulaciones y cabeza, que funcionan a base de algoritmos de control automático. Asimismo, a través de dos pantallas que constituyen su rostro, puede emular una variedad de expresiones faciales para una interacción más cercana y efectiva.
Desde los brazos móviles hasta la pantalla del pecho, cada componente del prototipo es controlado por miembros de equipo de investigación a través de computadoras específicas conectadas a una computadora principal que tiene mayor capacidad de procesamiento y permite controlar el desplazamiento global del robot e interconectar los diferentes módulos y computadoras inferiores.
Los frutos de un diálogo interdisciplinario
El robot tiene la capacidad de ejecutar de manera autónoma test de análisis previos con diversos parámetros psicológicos establecidos por los psicólogos que integran el equipo de investigación. A partir de las respuestas del paciente a diferentes tipos de preguntas, Qhali elabora automáticamente tablas de valores que le permiten al terapeuta tomar decisiones médicas, como ordenar los Primeros Auxilios Psicológicos (PAP) para brindar alivio emocional inmediato.
En la etapa de diseño del robot, el trabajo colaborativo con los psicólogos del equipo está orientado a mejorar las funcionalidades del robot a partir del lenguaje corporal y los test de diagnóstico temprano de enfermedades que puede generar. En la nueva versión de Qhali, que ya está en desarrollo, se espera implementar funciones más avanzadas que le permitan recopilar información valiosa para los terapeutas, agilizando diagnósticos y monitoreos más sofisticados del paciente.
En definitiva, las características del robot "deben ser suficientemente intuitivas y sencillas para que un terapeuta las pueda ejecutar rápidamente en línea, de manera natural. Los especialistas, a su vez, deben tener la capacidad de recibir toda la información inmediata que puede generarse con el robot para poder generar sus diagnósticos de manera adecuada".
En la etapa de ejecución, los psicólogos pueden acceder, mediante una plataforma de software, a una base de datos cada vez más sofisticada que almacena toda la información de los pacientes —como los resultados de los tests de diagnóstico temprano— y utilizarla de manera confidencial cuando la requieran.
"Tanto a nivel de instrumentación como de procesamiento tenemos resultados muy interesantes también en publicaciones en relación con los métodos de psicología y protocolos que se han desarrollado para aplicar este tipo de tecnologías en terapias de salud mental", aseguró Pérez.
Un nuevo nivel de tecnología
Con una investigación sólida y validada, que demuestra la capacidad del robot para resolver la problemática observada, el equipo de investigadores ha puesto en marcha recientemente el desarrollo de una nueva versión del prototipo que llevará la tecnología a un nivel superior con la implementación de nuevas funcionalidades y herramientas que permitan efectuar otras labores importantes como parte de la atención médica a los pacientes.
Entre ellas destacan la detección de signos vitales (frecuencia cardíaca, temperatura, oxígeno en sangre, presión arterial, etc.), el monitoreo frecuente del estado de los pacientes y la desinfección con gel mediante un dispensador instalado en uno de los brazos robóticos. En un principio, todas estas labores, que forman parte del sistema de triaje, serán controladas por un terapeuta, pero, al término de la investigación, se espera que el robot las ejecute de manera autónoma, afirmó el doctor Pérez.
“Creemos que todas estas actividades las puede realizar muy bien el robot, seguramente de manera supervisada, pero con la mayor autonomía que sea posible. El robot tendrá capacidades adicionales de acceso a información para poder brindar más información a las terapeutas que atenderán a los pacientes”, indicó el especialista.
Para implementar con éxito estas nuevas funciones, el experto indicó que será preciso aplicar un análisis de datos con
inteligencia artificial. “El objetivo no es solo proporcionar la data directamente a los terapeutas, sino también ofrecer un procesamiento previo, como pre diagnósticos, que analicen los datos y puedan dar ciertos insumos al terapeuta para que este pueda tener una información cercana y tome más rápido una decisión”, precisó.
A partir del análisis de la información de datos, el robot también podrá generar respuestas de manera oral utilizando sus herramientas físicas vocales con base en algoritmos de
IA. De esta forma, se podrá colaborar de manera automatizada en el diagnóstico, monitoreo y tratamiento en afecciones de salud mental.
“Con toda esta tecnología el robot podrá dar un soporte emocional más cercano a las personas, pero siempre con la debida supervisión de especialistas que estarán monitoreando cada parte de este proceso, en aras de poder desarrollar una tecnología cada vez más automatizada”, remarcó Pérez.
Un nuevo impulso de la IA
Desde una perspectiva industrial, la
inteligencia artificialha experimentado un auge significativo en los últimos años, con la irrupción de aplicaciones de IA generativa como ChatGPT o Dall-E, cuya adopción masiva sigue transformando rápidamente distintos campos y sectores de la sociedad, en los que se ha convertido, en muchos casos, en una herramienta indispensable.
Los fundamentos de esta tecnología, sin embargo, ya son objeto de estudio académico desde hace décadas, en especial las metodologías relacionadas con su marco teórico, tales como el control automático, el control de fallas y las redes neuronales artificiales. Por ello, el doctor Pérez aseguró que “no fue tan complicado saber qué tipo de tecnologías utilizar para diferentes entornos”.
A largo plazo, el auge de la
inteligencia artificial abre un amplio horizonte de oportunidades para el desarrollo del proyecto. A nivel de hardware, por ejemplo, Pérez destacó que se viene trabajando en el desarrollo de capacidades de hardware más sofisticadas que permitan un alto grado de procesamiento en tiempo real, diferentes capacidades en instrumentación, el desarrollo de sensores más sofisticados para medir signos vitales, actuadores motores más precisos y de menor consumo energético, y más articulaciones con una movilidad similar a la del ser humano.
Ahora bien, con la adopción de nuevos atributos cada vez más sofisticados, surge la pregunta: ¿qué tan efectivo será el robot para brindar un soporte emocional a los pacientes y hasta qué punto podrá suplir a los terapeutas humanos en su labor médica vital? El profesor Gustavo Pérez tiene una postura conservadora al respecto: “Yo creo que, en un corto o mediano plazo, seguirá siendo una herramienta más para que las especialistas puedan seguir ejecutando un tratamiento directo. Finalmente, yo creo que los que tienen que tratar a seres humanos son seres humanos, los robots pueden tener muchas capacidades y van a facilitar mucho más su trabajo, pero el terapeuta es quien debe analizar esta información y tomar una decisión final”.
Robots con impacto social
Otras de las funcionalidades básicas de Qhali es la promoción de la salud mental mediante rutinas lúdicas preprogramadas, diseñadas para su ejecución ante un grupo de personas. El propósito es transmitir conceptos relacionados con la salud mental y promover la conciencia sobre las diversas alternativas disponibles para preservar una óptima salud mental.
Esta función fue implementada en el prototipo a raíz de una exposición que dirigió el
robot en el evento de PERUMIN 36, un espacio de presentación de los trabajos técnicos de especialidades relacionadas a la minería y que compiten por el “Premio Nacional de Minería”.
“Vimos una oportunidad para que el robot pueda desplazarse a zonas donde hay grandes grupos de personas y que, a partir de sus capacidades de movimiento, generación de expresiones, y desplazamiento de manera natural, podría muy bien llamar la atención de estas personas y aprovechar, mediante algún tipo de rutina lúdica, para promover una cultura de salud mental”, dijo Pérez.
Una primera prueba para la validación de esta funcionalidad ha sido la difusión de campañas de salud mental en centros concurridos o eventos especiales dentro de la PUCP. En la segunda etapa del proyecto, en cuanto a la atención psicológica, el robot tendrá la capacidad de participar en terapias de exposición virtual mediante ciertas rutinas lúdicas o interactivas, generando escenarios controlados para que los pacientes puedan enfrentar gradualmente sus trastornos de salud mental.
En la segunda etapa del proyecto, otro campo de aplicación del
robot será el de los
campamentos mineros de comunidades alejadas del país, donde las condiciones laborales de alto riesgo y el acceso restringido limitan el trabajo de los tópicos en enfermería. En estos ambientes, Qhali tendrá la misión de analizar diferentes parámetros de los pacientes para determinar cuándo se requiere una atención de salud mental más avanzada y conectarlos con terapeutas de ser necesario.
“El robot, incluso, podría dar diferentes tipos de charlas más educativas o hacer diferentes tipos de simulaciones y juegos para ir monitoreando el desempeño de los trabajadores para ir analizando si alguno por algunas circunstancias en particular necesita alguna atención adicional y con eso a mantener el bienestar en salud mental”, detalló Pérez.
Ahora bien, los campos de aplicación del proyecto deben cumplir con ciertos requisitos técnicos, como una superficie plana y conexión a internet o electricidad, para que el
robot pueda realizar sus actividades básicas: recarga de batería, mantenimiento preventivo de sus componentes, y conexión de los terapeutas con los pacientes mediante el servicio de teleconferencia. Pero esto no significa que las locaciones más alejadas tendrán vedado este servicio. Con la ayuda de una
constelación de redes satelitales como la del proyecto
Starlink, de la empresa estadounidense
SpaceX, el profesor Pérez asegura que
es posible conectar el robot solo a partir de una antena, sin necesidad de una infraestructura avanzada.
Por último, el líder del equipo de investigación destacó que, en un futuro no tan lejano, buscará patentar el
robot ante el Indecopi y masificar su producción para dar pie a su comercialización, con un enfoque de tecnología social centrado en la venta a precios asequibles y la capacidad de adaptación a los centros de salud públicos y privados.
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Publicado: 28/6/2024