Intelligenza artificiale per l’healthcare: investimenti, ricerca e collaborazione per lo sviluppo della sanità digitale

L’applicazione delle tecniche che fanno capo all’ambito di studi dell’intelligenza artificiale è una pratica diffusa, ma il suo apporto sarà ancora più importante nel futuro - soprattutto in ambito medicale - come ha evidenziato l’Associazione Italiana per l’Intelligenza Artificiale durante il recente convegno AI TALK HEALTH.

TAKEAWAY

  • Oggi, il valore dell’intelligenza artificiale nel campo medicale è notevole: per il solo settore farmacologico, i capitali privati investiti sfiorano i 14 miliardi di dollari.
  • L’Europa sconta un ritardo su USA e Cina nell’impiego dell’AI, specie in sanità, ma sulla ricerca mostra numeri interessanti e lavora per migliorare anche la regolamentazione.
  • In Italia progetti applicativi di intelligenza artificiale nella sanità ce ne sono e anche centri di eccellenza che stimolano la collaborazione tra ricerca e industria.

Quanto è utile l’intelligenza artificiale per l’healthcare lo si comprende da diversi fattori. Il primo è l’invecchiamento della popolazione e la conseguente necessità di cure: nel 2030 una persona su quattro sarà over 65 e nel 2060 sarà una persona su tre.

“Questo avrà un fortissimo impatto sul sistema sanitario soprattutto sui tipi di utilizzo, che da episodico diventerà sempre più preventivo, giungendo a una gestione continua e sul lungo periodo” ha affermato Emanuela Girardi, founder di Pop AI, esperta di Artificial intelligence per il MISE – Ministero dello Sviluppo Economico e membro del direttivo AIxIA – Associazione Italiana per l’Intelligenza Artificiale.

C’è bisogno, quindi, di maggiori risorse sia dal punto di vista finanziario che delle risorse umane. Ma già oggi c’è una forte carenza di personale e la situazione peggiorerà: l’Organizzazione Mondiale della Sanità stima che da qui al 2030 si assisterà a una mancanza di forza lavoro nel mondo sanitario pari a 18 milioni di persone.

La necessità di ricorrere a strutture sanitarie aumenterà anche a causa dei cambiamenti climatici e ambientali e agli effetti che essi portano in termini di eventi catastrofici, l’aumento delle temperature e il probabile aumento di pandemie.

Questa situazione potrà giovare però di una crescente digitalizzazione. Servono soluzioni nuove e le tecniche che fanno capo agli studi dell’intelligenza artificiale potranno fornire un enorme contributo. Già oggi lo fanno.

Così gli investimenti nel campo dell’AI sono aumentati in modo considerevole e gli effetti positivi dell’intelligenza artificiale nella sanità si possono riscontrare in diverse soluzioni e progetti in vari ambiti della sanità. In Italia se ne contano diversi, alcuni dei quali sono stati presentati nel corso dell’evento online AI TALK HEALTH – tenutosi lo scorso 22 settembre – organizzato da AIxIA – Associazione Italiana per l’Intelligenza Artificiale.

AI e salute: lo stato dell’arte

A che punto siamo sull’intelligenza artificiale per l’healthcare e nel complesso? “Viviamo una stagione ricca di successi notevoli, ma l’AI su cui possiamo contare è quella denominata Narrow AI” specifica il presidente di AIxIA, Pietro Poccianti intervenuto in apertura al talk digitale. È lui a riportare l’attenzione sui 17 obiettivi per lo Sviluppo Sostenibile, su cui è già intervenuto di recente.

Quando parliamo dell’obiettivo 3 riguardante la salute, in questo contesto l’Artificial Intelligence ha una storia antica” afferma. Ricorda come già negli anni Ottanta del secolo scorso sono stati creati diversi sistemi esperti che aiutavano il medico a stilare diagnosi. Ancora oggi ci sono sistemi basati sull’AI che facilitano il colloquio col paziente, ideali nei periodi di grave crisi sanitaria com’è stato in buona parte della pandemia da Covid-19 che tuttora stiamo vivendo.

Oggi, sull’impiego dell’AI nell’health vi sono esempi di grande successo. Uno su tutti è AlphaFold, programma di intelligenza artificiale (per la precisione, è concepito come un sistema di deep learning) che esegue previsioni sulla struttura delle proteine. Riesce a determinare la struttura 3D di una proteina dalla sua sequenza di amminoacidi, la cui importanza è enorme per la medicina. Perché è proprio la forma tridimensionale della proteina a determinare il modo in cui funziona e ciò che fa.

Ma, nel complesso, l’AI ha un impiego importante oggi nella prevenzione, nella diagnostica, nella telemedicina e in altri impieghi che spaziano dalla pianificazione del sistema sanitario allo sviluppo di vaccini e farmaci.

A mio avviso, il fronte più importante dell’impiego dell’intelligenza artificiale nella sanità è per abbattere il nodo della burocrazia, permettendo più libertà per i medici di poter svolgere il proprio lavoro anziché perdere tempo ed energie in pratiche e cavilli” suggerisce Poccianti.

Intelligenza artificiale per l’healthcare in Europa, il quadro d’insieme

A proposito del crescente impiego delle tecniche di intelligenza artificiale per l’healthcare è bene considerare l’incremento significativo di investimenti sulla AI. Come si nota nell’AI Index 2021 a cura della Stanford University, gli stanziamenti sull’Artificial Intelligence nella progettazione e scoperta di farmaci è aumentato significativamente. Non solo: ha ricevuto la maggior quantità di investimenti privati in AI nel 2020, con oltre 13,8 miliardi, una somma 4,5 volte superiore rispetto al 2019.

Questa panoramica mondiale di crescita come si riflette in Europa? Il vecchio continente “sconta un ritardo nell’impiego dell’AI, in un contesto globale in cui spadroneggiano Cina e USA, in termini di numero di industrie e di brevetti, in generale e nel contesto health. L’UE sta cercando di recuperare terreno, ma soprattutto si notano progressi nel campo della ricerca in AI e nell’impiego della intelligenza artificiale nella salute” illustra Emanuela Girardi.

La conferma ulteriore che l’Europa conti delle eccellenze nella ricerca in AI & Health lo mostrano anche i dati riguardanti il programma Horizon 2020. In esso sono stati sviluppati 146 progetti dedicati (dei quali 17 dell’Italia, terza dietro Spagna e Germania), con finanziamenti attivati a partire da 10 milioni di euro per arrivare nel 2020 a 100 milioni. Si è assistito a un’accelerazione negli ultimi anni, specie dal 2018 in poi.

Strategie e piani europei sulla sanità e l’impiego della AI

Quindi, in materia di intelligenza artificiale per l’healthcare, la situazione è favorevole per quanto riguarda la ricerca, ma un problema è che non si riesce a trasferirla sul mercato. Questo aspetto è al centro della revisione del Piano coordinato europeo sull’intelligenza artificiale presentato lo scorso aprile, che cerca di trovare soluzioni specifiche ai tre fattori critici che sconta l’UE: poche aziende nel settore, finanziamenti in venture capital in crescita ma lenta, brevetti limitati.

La stessa fondatrice di Pop AI illustra le cinque sfide principali dell’Europa su AI & Health a livello europeo. Esso contemplano la necessità di superare la frammentazione nella ricerca e nelle iniziative sviluppate. Occorre anche sopperire alla scarsità di dati per alimentare l’intelligenza artificiale (manca ancora una strategia europea ad hoc). Servono poi fondi e anche luoghi di co-innovazione dove ricerca e industria si possano incontrare e porre le basi per il trasferimento tecnologico.

Infine, tutti questi presupposti devono essere attuati in un contesto di regolamentazione equilibrata, che da una parte tuteli i diritti dei cittadini europei e dall’altra sia in grado di favorire un’innovazione consapevole e sicura. Ci sono però iniziative che stanno andando in questa direzione.

La più importante è EU4Health 2021-2027, piano di investimenti da 5,1 miliardi di euro avviato quest’anno che ha quattro obiettivi: migliorare e promuovere la salute dei cittadini UE; proteggere le persone nell’Unione dalle gravi minacce per la salute; migliorare la disponibilità e l’accessibilità dei medicinali e dei dispositivi medici; rafforzare i sistemi sanitari, rendendoli resilienti.

Per fare questo l’Unione Europea ha creato una nuova agenzia HaDEA, Agenzia esecutiva europea per la salute e il digitale, che ha tra i suoi pilastri proprio l’impiego della intelligenza artificiale per l’healthcare.

Per quanto riguarda le problematiche aperte, l’UE sta cercando di dare risposte: sui dati avvierà entro fine anno il Data Act, per facilitare l’accesso e la condivisione. A proposito dei luoghi di co-innovazione, ha lanciato la DIH – Digital Innovation Hub in cui verrà approntato dal 2022 in ogni Paese membro uno spazio dedicato per favorire il trasferimento tecnologico. Infine, sul tema regolamentatorio, “l’Europa è stata la prima al mondo a presentare (quest’anno) una proposta per la regolamentazione dello sviluppo e utilizzo dei sistemi di Intelligenza artificiale con un approccio basato sui livelli di rischio che tali sistemi possono avere sulla salute e sui diritti delle persone” ha specificato ancora Girardi.

Amedeo Cesta CNR
Amedeo Cesta – Research Director presso il CNR e vicepresidente AIxIA – mentre illustra un esempio di applicazione congiunta di robotica e intelligenza artificiale per l’healthcare.

Intelligenza artificiale per l’healthcare in Italia: casi d’eccellenza e l’importanza di fare rete

Nel nostro Paese si contano diversi progetti e iniziative che fanno impiego della intelligenza artificiale per l’healthcare. Si spazia dall’impiego dei robot a domicilio per la cura di pazienti anziani in cui vengono applicate tecniche di AI per il benessere psicofisico delle persone e per l’assistenza a distanza di anziani, prevedendo l’utilizzo di sensori, attivatori e soluzioni AI (messo a punto dal Consiglio Nazionale delle Ricerche, come ha illustrato Amedeo Cesta, dirigente di ricerca del CNR e vicepresidente AIxIA), al sistema di analisi integrata dei dati per la protezione dei cittadini dal Covid-19, realizzato da Engineering e adottato dalla Regione Veneto.

Tale sistema, che ha impiegato e applicato anche tecniche di Deep Learning e Transfer Learning, ha permesso di monitorare in tempo reale la diffusione della pandemia e ha fornito dati utili all’ente regionale per prevederne gli effetti in anticipo, per mettere in atto azioni preventive atte a governare il sistema di emergenza.

Oltre ai casi pratici, è necessario promuovere iniziative mirate a unire ricerca e industria, per promuovere il trasferimento tecnologico.

In questo senso è interessante il caso del SAIHUB – Siena Artificial Intelligence Hub, una rete nata tra 2019 e 2020 con l’obiettivo di aggregare le Pmi italiane, le istituzioni e gli atenei del territorio senese in un parco scientifico dotato di tecnologie e personale altamente qualificato per lo sviluppo di soluzioni di AI in diversi settori.

Conta sul supporto alla ricerca dell’Università di Siena e ha un focus particolare sulle Scienze della vita. Le Life Sciences trovano un terreno fertile in Toscana, regione in cui sono attive almeno 400 aziende per un fatturato superiore ai 12 miliardi di euro.

In tema di intelligenza artificiale per l’healthcare, l’Intelligenza artificiale è assunta come strumento per migliorare la competitività delle aziende del settore. Il perché lo ha spiegato lo stesso presidente del SAIHUB, Valter Fraccaro: “oggi per produrre un nuovo farmaco richiede investimenti per circa 3 miliardo di dollari in ricerca e sviluppo e circa 15 anni. Da qui nasce il valore economico dell’impiego dell’AI nella finalità farmaceutica”. La collaborazione tra enti è essenziale, sottolinea, specificando i vari attori coinvolti che comprendono università, aziende, istituti di credito.

Sulla volontà di collaborare è nato anche G-Gravity, hub di Innovazione milanese avviato lo scorso marzo come Centro di competenza dedicato all’Open Innovation, al Venture Building e allo sviluppo di Servizi e Prodotti innovativi con un approccio verticale su vari settori tra cui l’healthcare.

Il suo obiettivo è mettere insieme imprese, venture capitalist, per avviare iniziative e per favorire la crescita di startup, promuovendo le condizioni migliori per attrarre investimenti che nel settore salute sono consistenti, anche sotto forma di sistemi di intelligenza artificiale per l’healthcare: “in Europa sull’AI il venture capital ha investito 3 miliardi di euro, ma occorre capire quanto sia giunto in Italia, in quanto è essenziale per avviare progetti, insieme al capitale pubblico e industriale. Ricordo che sulla salute nel secondo trimestre 2021 a livello globale si è registrato un volume di investimenti in tecnologie, tra cui AI, per circa 35 miliardi di dollari” ha spiegato la founder e CEO G-Gravity, Roberta Gilardi.

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Andrea Ballocchi
Giornalista specializzato in tecnologia, focalizzato su temi che riguardano l'Internet of Things e le tecnologie emergenti che hanno un impatto significativo sulla vita quotidiana e su quella futura. Oltre alla tecnologia si occupa anche di temi legati alla sostenibilità ambientale e non solo (edilizia, architettura, design...)
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