Roboti a zdravotnictví

Demografická struktura obyvatelstva na celém světě se v posledních 50 letech zásadně mění – výrazně roste počet lidí ve věku 65+ a spolu s tím narůstá i výskyt chronických onemocnění, jejichž incidence roste s věkem: mezi 65letými jsou asi 2 % chronicky nemocných, zatímco ve skupině o 20 let starších stoupá tato hodnota už na 20 %. Prodlužuje se i průměrná délka doby, po kterou je člověk nemocen a mnohdy i dlouhodobě odkázán na pomoc svého okolí a sociálních služeb. Vyspělé společnosti již nyní bojují s nedostatkem pracovníků v pečovatelských profesích a prognózy upozorňují, že situace bude čím dál vážnější. Jedním z účinných prostředků, jak se vyrovnat s nedostatkem pracovní síly v průmyslových odvětvích, je nasadit roboty, tj. automatické stroje, které jsou schopny realizovat samostatně poměrně složité posloupnosti akcí, a tak vykonávat práci (aktivitu), kterou by jinak běžně prováděl člověk. 

Myšlenka použít podobný přístup i v oblasti zdravotnictví a péče se začínala prosazovat už v poslední dekádě dvacátého století, když byl zvažován potenciál využití speciálních robotů např. pro emoční stimulaci a terapii pacientů s vážnou kognitivní poruchou a vznikal i originální chirurgický robotický systém Da Vinci, který byl v roce 2000 schválen americkým federálním Úřadem pro kontrolu potravin a léčiv (FDA) pro použití u dospělých a dětí například při specifických chirurgických zákrocích a při obecných laparoskopických operacích. Díky spolupráci několika japonských výzkumných institucí se před více než 30 lety podařilo zkonstruovat první verzi robotického tuleního mláděte Paro jako technologickou náhražku živého zvířete (např. psa), které přichází k lůžku nechodícího pacienta, aby ho potěšilo svými vřelými a bezprostředními reakcemi v rámci canisterapie. První pokusy v reálném prostředí japonské pečovatelské instituce potvrdily, že na robota tohoto typu velmi dobře reagují i jinak apatičtí pacienti v hluboké depresi nebo ve velmi pokročilém stadiu Alzheimerovy choroby. Robot Paro tedy obstál při zkoušce v reálném prostředí a v roce 1993 byla zahájena jeho sériová výroba. Od té doby jej testuje či rutinně používá řada zdravotnických a pečovatelských institucí v Japonsku i v dalších zemích, v nichž Paro nabízí pacientům emoční terapii, která pomáhá uvolnit stres a mnohdy se jí daří dokonce i vyloudit úsměv na tvářích jinak pasivních pacientů. Současně se sbírají cenné provozní zkušenosti, které pak výrobci dále slouží jako zdroj inspirace pro návrh nových zdokonalených verzí robota Paro.  

Japonský vládní kabinet si je už od osmdesátých let minulého století dobře vědom toho, jak zásadní význam má výzkum a vývoj pro udržitelný rozvoj země i světa. V roce 2016 Japonsko přijalo plán Society 5.0, který popisuje vizi společnosti, jakou by se Japonsko mělo snažit budovat. Tento plán zaměřuje pozornost i na řešení sociálních problémů v souladu s ekonomickým rozvojem prostřednictvím vysoce integrovaného systému kyberprostoru a fyzického prostoru, jehož součástí jsou nepochybně i robotické systémy. V roce 2024 pak Japonsko dále vládním rozhodnutím nazvaným „Moonshot program“ vytyčuje jako jednu ze svých priorit „Přeměnu stárnoucí společnosti na inovativní a udržitelnou společnost prostřednictvím technosociální transformace“. Také Světová zdravotnická organizace systematicky upozorňuje na problém stárnoucí světové populace a právě na její návrh vyhlásila OSN dne 14. 12. 2020 období 2021–2030 Dekádou zdravého stárnutí. Tyto kroky nepochybně přispívají k tomu, že vznikají nová a další robotická řešení, která mají za úkol usnadnit a zefektivnit zdravotní a sociální péči. Není divu, že se velká část příslušných produktů vyrábí právě v Japonsku. V řadě současných zdravotních a sociálních zařízení se můžeme setkat s celou škálou různorodých robotických systémů, z nichž nejčastější jsou základní tři typy:

1. Roboti dopravní či laboratorní, kteří autonomně rozvážejí materiál na nemocničních odděleních či kteří samostatně provádějí analýzy doručených biologických vzorků. 
2. „Soft“ roboti manipulační, kteří pomáhají pacientům při realizaci rehabilitačních cvičení či roboti, kteří citlivě a jemně zajišťují fyzicky náročné operace, např. manipulaci s ležícími pacienty.
3. Sociální (často humanoidní) pečovatelští roboti, jejichž úkolem je zaujmout svého uživatele (pacienta nebo klienta sociální péče), zprostředkovat mu nějakou formu kontaktu s vnějším světem, pomoci mu s některými rutinními aktivitami nebo dokonce zajistit službu společnice či společníka. 

Sociální roboti se dále dělí podle funkcí, které pro svého uživatele zajišťují: 

• Zábavní roboti jsou různé pohyblivé hračky (např. Aibo), které mohou nahradit živá zvířata při různých formách zvířaty podporované okupační terapie. 
• Pečovatelští roboti jsou určeni především pro pacienty a křehké jedince, jejichž aktivity nevtíravě monitorují, což jim umožňuje zajišťovat laskavý a vytrvalý dozor nad bezpečným provozem jejich domácnosti, nad jejich zdravotním stavem a nad jejich denními aktivitami včetně dodržování doporučeného denního režimu.
• Robot společník se ve své nejjednodušší formě snaží nabídnout svému uživateli rozptýlení například tím, že s ním hraje hru nebo mu připraví znalostní kvíz vhodné náročnosti, při kterém se zábavnou formou trénují uživatelovy kognitivní funkce. Může také působit jako trenér při rehabilitačním cvičení či se svým uživatelem jen tak pohovořit a probrat, co je nového a jak se cítí. V rámci takového dialogu může provést diagnostiku jeho duševního stavu a v případě zjištění nějakého problému i doporučit vhodný postup řešení. Vyspělejší robotický společník může dokonce plnit roli osobního tajemníka svého uživatele.

Neexistuje pevná hranice mezi uvedenými skupinami sociálních robotů, neboť mnohdy jeden robot plní současně více funkcí. Vývoji a výzkumu sociálních robotů se v posledních dvaceti letech věnuje celá řada pracovišť po celém světě a zkoumá, pro které pacienty může být použití sociálních robotů prospěšné a za jakých podmínek i jakými funkcemi mají být tyto systémy vybaveny. Je zřejmé, že různí klienti mají velmi rozdílné potřeby a jejich pečovatelé mohou mít od robota rozdílná očekávání podle toho, s čím by sami potřebovali pomoci. Na formulaci potřeb i na vývoji takových robotů se vedle techniků obvykle podílí také skupina zamýšlených uživatelů, např. pacientů i jejich ošetřovatelů, kteří mají dlouhodobou zkušenost se zajišťováním potřeb cílové skupiny. Právě u nich pak obvykle také probíhá experimentální provoz, jehož cílem je prověřit to, jak systém plní původní očekávání i to, zda se mu daří zvyšovat kvalitu života svých uživatelů. Jedná se tedy o testování, které probíhá v pilotním provozu u malé skupiny uživatelů, kteří jsou v úzkém kontaktu s výrobci robota, pro které je zvlášť důležité získávat od reálných uživatelů zpětnou vazbu jako inspiraci pro další vývoj. Vzniká mnoho modelů experimentálních robotů a zkušenosti z jejich pilotního testování zdůrazňují, že pro spokojenost uživatelů i dosažení požadovaného terapeutického efektu má zásadní význam možnost provádět různé individuální úpravy proměnných parametrů různých funkcí robota. Jde o to, aby vlastnosti robota (např. hlasitost komunikace, rychlost reakcí, preference při výběru her) přesně splňovaly potřeby konkrétního uživatele v daný okamžik. Hovoří se o personalizaci pro cílového uživatele. I při dobře definované cílové skupině uživatelů a speciálně pro ni zvolené potřebné množině realizovaných funkcí se nelze soustředit na vývoj jediného typu sociálního robota. Je nutné zajistit v rámci robotů téhož typu (tj. s týmž vybavením), aby návrh pečovatelského robota počítal s jednoduchým a bezpečným přístupem k individuálním úpravám vlastností robota tak, aby přesně odpovídaly aktuálním potřebám konkrétního cílového uživatele. Personalizace znamená, že robot bere v úvahu právě individuální vlastnosti, preference a schopnosti uživatele a podle toho upravuje své interakční chování. Zajišťuje tak uživateli důstojnou pozici ve vztahu uživatel-robot a přispívá k dosažení pozitivní individuální uživatelské zkušenosti, která přináší pocit sounáležitosti a uznání, a tak přispívá k naplnění jeho základních potřeb. Ukázalo se, že k vedlejším efektům personalizace patří také zvýšená ochota uživatele spolupracovat s pro sebe upraveným robotem a že mu dokonce přisuzuje vyšší míru inteligence. Řada otázek, kterým by měl být věnován další výzkum, souvisí s dynamikou takových úprav i s tím, zda je vhodné, aby ke změně nastavení docházelo automaticky třeba v reakci na chování uživatele.

Základní premisou při návrhu a výrobě pečovatelského robota je, že jeho používání nesmí vést k izolaci klienta, ke ztrátě kontaktu s lidmi a výsledné dehumanizaci péče. Současně musí takový robot dobře sloužit svému uživateli a pomáhat mu v činnostech, které jsou pro něj obtížné či dokonce nerealizovatelné bez pomoci někoho dalšího. Ovšem, při příliš dokonalé a ochotné podpoře ze strany robota může hrozit, že uživatel ji začne přijímat jako zcela samozřejmou, postupně ztratí motivaci takovou obtížnou aktivitu dělat sám, a časem se stane na podpoře zcela závislý. V rámci snahy co nejlépe uspokojit potřeby uživatele narážíme na zásadní etické problémy, ke kterým je nutné zaujmout jasná stanoviska a hledat způsob, jak je řešit:  

• Je třeba hledat strategie pro přiměřenou volbu rozsahu robotické podpory tak, aby se minimalizovalo nebezpečí vzniku přehnané závislosti na její pomoci.
• Personalizační mechanismy podporují vznik sociálního vztahu mezi uživatelem a robotem a mají potenciál uživatele (někdy i neúmyslně) manipulovat. Jedná se o formu vlivu, která se liší od nátlaku a racionálního přesvědčování v tom, že funguje pomocí afektivních mechanismů, k nimž se řadí výzvy a odměny, ale také třeba emocionální vydírání atd. Je vhodné takové nástroje připouštět a pokud ano, za jakých podmínek?
• Vzhled, vystupování a chování robota mohou vést k tomu, že uživatelé mají tendenci promítat své osobní zkušenosti a přání do svých úvah o rozsahu robotových schopností a vytvářejí si pak o něm klamnou představu. Taková iluze může svádět k nevhodným způsobům využití příslušného robota, např. pokud je robotovi svěřena péče o zranitelné a křehké subjekty. Je třeba hledat způsoby, jak předcházet takovým potenciálně nebezpečným situacím. 
• Emoční vazba na robota či falešná představa o rozsahu schopností robota může  u uživatele vzbudit dojem, že robot je morálně kompetentní a plně důvěryhodný. Takové klamné přesvědčení může mít řadu vážných negativních důsledků, např. ztrátu soukromí i osobních údajů uživatele … 

Pro řešení většiny problémů, se kterými se setkáváme v rámci konstrukce robotů dopravních, laboratorních či manipulačních, lze s výhodou využít bohaté zkušenosti dosud získané při konstrukci průmyslových robotů. V obou případech totiž řešíme úlohy, při kterých se pohybujeme ve světě věcí, tj. objektů, které dobře známe a stejně dobře známe i jejich vlastnosti a reakce. Pokud se ukáže, že nějaká úloha je nad naše síly, můžeme ji náležitě zjednodušit tím, že upřesníme požadavky na vnější prostředí, např. tvar dráhy, po které se má robot pohybovat, typ objektů, které se smějí v okolí robota vyskytovat, nebo specifikujeme typ chování, který se očekává od uživatelů a lidí, které do tohoto světa pustíme.

Ovšem při konstrukci sociálních robotů už nejde jen o fyzikální vlastnosti prostředí, ale o svět, ve kterém se nutně vyskytují svobodní lidé se svými velmi různorodými emočními reakcemi, na které musí být robot připraven. Zde přítomnost lidí nelze omezit a uživatelům nemůžeme nařídit třeba to, aby je komunikace s robotem bavila! Tento pocit musí zajišťovat samotná konstrukce sociálního robota. Je tedy třeba hledat a zkoumat vhodné bezpečné a eticky korektní prostředky, které k takovému cíli povedou.

Nejvyspělejší verze sociálních robotů se nesoustřeďují jen na práci s informacemi, které získávají od svého klienta, ale měly by vnímat i kontextové informace z okolního prostředí. Takový robot musí tomuto komplexnímu souboru informací průběžně přizpůsobovat i své reakce na chování svého principiálního uživatele, se kterým komunikuje mnohdy dokonce v přirozeném jazyce. Sociální roboty tak získávají možnost ovlivňovat atmosféru ve svém nejbližším okolí, stávají se aktivními členy mikro-kolektivu svého klienta a tím představují pro své uživatele i pro nás jako společnost zcela nový prvek, jehož vlastnosti, schopnosti, výhody i nebezpečí si postupně uvědomujeme teprve až v průběhu jeho užívání. Vyvstává před námi mnoho zcela nových okruhů otevřených otázek, na které zatím neumíme odpovědět a které musíme důkladně zvažovat a zkoumat. 

Je jistě na místě pátrat i po tom, zda aktuálně existující robotická řešení už mají potenciál řešit nedostatek pracovní síly pro péči o naši stárnoucí populaci. Většiny pilotních studií věnovaných použití sociálních robotů v domácnostech, o kterých se lze dočíst v publikované literatuře, se zúčastňují poměrně malé skupiny lidí (10 až 30) a testování probíhá v průběhu několika málo týdnů. Během tak krátkého časového úseku nelze zcela objektivně posoudit, jak významný vliv má sociální robot na svého uživatele, protože uživatel jej vnímá jako cosi nového a neobvyklého ve svém prostředí, a takovému objektu přirozeně věnuje zvýšenou pozornost („efekt novinky“). Problémy spojené s dlouhodobým nasazením sociálních robotů v reálných prostředích jsou však stále velmi nedostatečně prozkoumány. Výsledky jednoho z prvních opravdu přesvědčivých výzkumů vlivu dlouhodobého použití sociálního robota pro monitorování fyzického stavu uživatele, zajištění jeho bezpečí i pro poskytování sociální, kognitivní a fyzické stimulace osaměle žijícím seniorům shrnuje studie Luperta a kol. Tato publikace podrobně popisuje systém MoveCare, ve kterém sociální robot využívá mj. i data získaná z chytré domácnosti, a hodnotí výsledky dlouhodobého testování tohoto systému v průběhu více než 300 týdnů používání. Jeho závěr je jednoznačný „Naše výsledky poskytují silný empirický důkaz, že sociálně asistenční roboty integrované s monitorovacími a stimulačními platformami lze úspěšně použít pro dlouhodobou podporu pro samostatný život starších dospělých.“ 

Naopak výsledky týkající se využívání sociálních robotů v zařízeních sociální péče nejsou tak uspokojivé. Na jeden z nejzávažnějších problémů v této oblasti upozorňuje studie, jejíž autoři Welply a Lechevallier si všímají důležitého paradoxu: „Zatímco vědecké články prokazují relativně vysokou efektivitu asistivních robotů, zavádění robotů do pečovatelských zařízení stále vázne. ... Ukazuje se totiž, že interakce mezi lidmi a roboty mnohdy způsobuje neočekávané situace, které mohou vyvolávat určitou zdrženlivost vůči technologiím. Prostřednictvím využití etnografických výzkumných metod v několika pečovatelských zařízeních se podařilo zjistit, že jedním z důvodů je to, že propagátoři pokročilých technologií, včetně vlády, předpokládají, že roboti jsou všemocní a dokonalí, ale uživatelé v pečovatelských zařízeních mají odlišnou reálnou osobní zkušenost z pečovatelského prostředí, která  je nutí pochybovat  o výhodách užívání robotů v takových zařízeních.“ Další sociologická studie z Francie vysvětluje, že takovou reakci způsobuje to, že „ … v mnoha konkrétních situacích se roboti nechovají přesně  podle očekávání a jak příjemci péče, tak pečovatelé musí vynaložit značné úsilí, aby se jim podařilo vykonat s využitím robota uloženou práci.“ Podle výsledků této studie se zdá, že je třeba věnovat větší pozornost nejen vztahům mezi jednotlivým uživatelem a robotem, ale i proměnám pečovatelských vztahů uvnitř smíšených sociálních skupin, ve kterých se setkávají nejen pečovatelé a příjemci péče, ale i sociální roboti. Zde určitě nepomohou čistě technické znalosti, ale bude třeba využít zkušeností odborníků z oblasti psychologie i sociologie. Návrh a konstrukce robotů se tak stává výrazně mezioborovou úlohou, při jejímž řešení se technici neobejdou bez úzké spolupráce s odborníky z oblasti humanitních věd. Při tom je třeba počítat s tím, že rozhodnutí v jedné z oblastí může zásadně ovlivnit celkové vnímání robota jako celku. Pokroku a očekávaných výsledků se nepodaří dosáhnout, pokud takovou úzkou interdisciplinární spolupráci nezačnou podporovat i grantové agentury, a to nejen ěřené na aplikovaný, ale i ty podporující základní výzkum.