image: The participants involved in designing the vehicle included doctors, nurses and experts in affective computing, social robotics, data science, sensor design, machine learning and computer vision.
Credit: Àgata Lapedriza, Universitat Oberta de Catalunya (UOC)
Someterse a un tratamiento médico, pasar por una intervención quirúrgica o simplemente tener que estar en el entorno hospitalario son situaciones que generan miedo y ansiedad en los niños, sobre todo durante la primera infancia. Y esto, además de tener un impacto a corto plazo, también puede llegar a afectar su desarrollo psicológico, social y educativo posterior.
En este sentido, un equipo internacional de investigadores, en colaboración con el hospital Sant Joan de Déu, ha desarrollado y testado un pequeño vehículo robotizado con el objetivo de reducir el estrés de los niños y niñas de entre 3 y 10 años antes de intervenciones quirúrgicas menores.
Los resultados de esta primera prueba piloto muestran que este tipo de robots pueden ser una estrategia exitosa para reducir la ansiedad y el miedo precirurgía, y pueden constituir una alternativa eficaz a la medicación que se utiliza de manera habitual para tranquilizar a los niños.
Además, este primer prototipo aporta conocimiento sobre las posibilidades y los retos de integrar las llamadas tecnologías afectivas en entornos hospitalarios pediátricos.
"Los niños llegan al hospital, que es un entorno ya de por sí hostil para ellos, y tienen que irse con desconocidos, como el personal médico, y pasar por intervenciones desagradables, como una punzada. Todo esto les genera un estrés que, a la larga, puede acabar provocándoles dolor crónico", explica Jordi Albo, director científico de Lighthouse DIG y coinvestigador principal del proyecto.
"Utilizando un coche robótico que cambia de colores, que hace música y desprende olores, que les habla e interacciona con ellos, intentamos minimizar el estrés que sienten los niños durante este proceso", añade este experto en robots sociales.
“Utilizando un coche robótico que cambia de colores, que hace música y desprende olores, que les habla e interacciona con ellos, intentamos minimizar el estrés que sienten los niños durante este proceso”
Estrés de los pequeños antes de un tratamiento
Según un estudio realizado por el hospital Sant Joan de Déu de Barcelona, seis de cada diez pequeños pacientes que tienen que pasar por una cirugía sufren estrés antes de recibir la anestesia. Para mejorar el estado emocional de los niños, desde el centro hospitalario se han explorado varias opciones, desde hacer actividades y juegos con los niños antes de las intervenciones hasta emplear terapias asistidas con perros y payasos, e incluso la entrada de los padres al quirófano.
Aun así, la estrategia más habitual acostumbra a ser la farmacológica, que, paradójicamente, puede todavía contribuir más al estrés de los niños por el sabor amargo que suelen tener los medicamentos y los efectos secundarios que comportan.
Estudios previos ya habían demostrado que emplear pequeños vehículos eléctricos motorizados resultaba eficaz para reducir el malestar de los niños. Los investigadores cogieron como base para desarrollar su prototipo aquellos resultados, así como la investigación que se estaba llevando a cabo en el Media Lab del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) en conducción asistida para adultos.
"Hemos dotado de sensores nuestro coche robotizado y de IA, además de una superficie de interacción. Esto permite que el coche capte las expresiones faciales del niño, el ritmo cardíaco o de respiración e indicadores de su estado emocional, y que se pueda adaptar a cómo se siente el niño cambiando la música o los colores, o emitiendo olores para ayudarlo a relajarse", apunta la investigadora de la Universitat Oberta de Catalunya (UOC) Ágata Lapedriza, profesora de los Estudios de Informática, Multimedia y Telecomunicación, al frente del grupo de investigación Artificial Intelligence for Human Well-being (AIWELL) del eHealth Center de la UOC.
El proyecto es un ejemplo de computación afectiva "que se focaliza en desarrollar sistemas de IA que perciben emociones, que las entienden y que pueden responder a ellas de manera también emocionalmente inteligente", subraya Lapedriza, que junto con Albo ha coliderado el proyecto.
En el diseño del vehículo han participado desde médicos y médicas y enfermeros y enfermeras hasta expertos en computación afectiva, robótica social, ciencia de datos, diseño de sensores, de aprendizaje automático y visión por computador. El prototipo ha sido fabricado por la compañía automovilística Hyundai en Corea del Sur y enviado a Sant Joan de Déu en Barcelona, donde se probó con 86 niños y niñas de entre 3 y 9 años (edad mediana de 5,23 años) que tuvieron que pasar por alguna intervención entre diciembre de 2020 y mayo de 2023.
Efectos positivos para los niños y sus familiares
"Entrar a quirófano con el coche tiene efectos positivos tanto en los niños como en los padres", apunta Carmen Jerez, enfermera pediátrica de Sant Joan de Déu. "A los niños y niñas les daba la sensación de control, de que eran ellos los que conducían y de que estaban participando activamente en el proceso sin darse cuenta, de manera lúdica. Los padres podían ir a su lado comentando el viaje y veían que su hijo experimentaba menos ansiedad y miedo", añade.
A pesar de los escollos con los que se encontró el proyecto, como por ejemplo que buena parte del estudio se produjo en época COVID y las mascarillas que llevaban los niños impedían que los sensores captaran las expresiones faciales, los autores del proyecto, cuyos resultados se presentaron en el congreso Human Robot Interaction en Colorado a mediados de marzo, consideran que el coche inteligente ha demostrado que podría ser una estrategia efectiva y escalable para reducir el estrés preoperación de los niños.
"Ha sido un piloto que nos ha permitido evaluar cuál sería la respuesta de adopción de este tipo de tecnología en un entorno hospitalario real y también afinar el diseño del robot, ver qué sensores son útiles y cuáles no, qué acciones son o no viables", resume Lapedriza, que es también investigadora principal en la Northeastern University, en Boston (EE. UU.).
El siguiente paso sería fabricar un nuevo prototipo aplicando todas las conclusiones obtenidas durante la prueba piloto para poder realizar un ensayo clínico. Sin embargo, de momento el proyecto está parado por falta de financiación.
Este proyecto favorece los objetivos de desarrollo sostenible (ODS) de las Naciones Unidas 3, salud y benestar.
Artículo de referencia:
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
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Method of Research
Experimental study
Subject of Research
People
Article Title
Deploying a Robotic ride-on Car in the Hospital to Reduce the Stress of Pediatric Patients before Surgery
Article Publication Date
22-Mar-2024