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Robot medici: così la Cina ha raggiunto il primato



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La Cina ha fatto enormi progressi nell’industria dei robot medici, spinta dai finanziamenti del Governo ma anche da fattori quali l’invecchiamento della popolazione e le nuove sfide poste da malattie sempre più complesse. Lo stato dell’arte e le prospettive future

Pubblicato il 4 apr 2024

Marco Bonaglia

Scuola Superiore Sant’Anna

Antonio Frisoli

docente di robotica presso la Scuola Superiore Sant'Anna



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La Cina si sta imponendo come un leader globale nel settore dei robot medici, grazie a investimenti strategici e all’innovazione tecnologica. Questi avanzamenti stanno migliorando l’accesso ai servizi sanitari, aumentando l’efficienza e riducendo i rischi associati alle procedure mediche.

Si prevede che il settore dei robot medici continuerà a crescere in modo esponenziale nei prossimi anni, aprendo nuove frontiere come i robot chirurgici a porta singola e i nanorobot.

Ma oltre al potenziale, ci sono anche sfide da affrontare, dalla regolamentazione alla formazione del personale sanitario. Facciamo il punto sull’ascesa e sulle strategie di Pechino nel settore.

Le ambizioni cinesi nel campo dei robot medicali

Fin dall’anno 2006, la Cina ha sottolineato l’importanza della robotica nel suo piano quindicennale per la scienza e la tecnologia, mentre nel 2011, il governo centrale ha concretizzato queste ambizioni nel suo dodicesimo piano quinquennale, specificando che i robot dovessero essere utilizzati per sostenere la società in un’ampia gamma di ruoli, dall’aiuto ai servizi di emergenza durante i disastri naturali e la lotta agli incendi, all’esecuzione di interventi chirurgici complessi e all’assistenza nella riabilitazione medica.

I risultati della ricerca cinese sulla robotica sono in costante crescita da due decenni, spinti da tre fattori principali:

  • L’utilizzo clinico della robotica;
  • Maggiori livelli di finanziamento guidati dalle esigenze di pianificazione nazionale;
  • Progressi dell’ingegneria in settori quali la meccatronica di precisione, l’imaging medico, l’intelligenza artificiale e i nuovi materiali per la realizzazione di robot

La ricerca sull’applicazione clinica della tecnologia robotica

I finanziamenti per la robotica medica da parte della National Natural Science Foundation of China e del Ministero della Scienza e della Tecnologia sono aumentati in modo considerevole dal 2011 rispetto al decennio precedente.

Il conseguente aumento dei risultati della ricerca è strettamente correlato all’introduzione di apparecchiature robotiche specializzate nelle strutture di ricerca medica. Tra il 1999 e il 2019, il numero di articoli pubblicati da almeno un autore cinese nei campi combinati dell’ingegneria biomedica e della robotica è aumentato da 142 a 4.507, con un picco due volte durante quel periodo, secondo i dati dell’Università di Pechino.

Un picco si è verificato nel 2008, due anni dopo che un sistema robotico per operazioni minimamente invasive chiamato da Vinci era stato utilizzato per la prima volta negli ospedali cinesi. Il secondo è avvenuto nel 2017, un anno dopo l’approvazione per la vendita del primo robot progettato in Cina per la chirurgia spinale mini-invasiva.

Nel 2019, il numero di sistemi da Vinci installati negli ospedali cinesi è balzato a 59, rispetto alle sole 8 installazioni del 2018. Questa impennata fa seguito alla spinta del governo del 2018 per incoraggiare la ricerca sulla tecnologia robotica e la sua applicazione clinica. Il piano del governo centrale prevedeva l’intenzione di acquistare 154 nuovi sistemi robotici chirurgici entro la fine del 2020 e un’analisi dettagliata di come i sistemi sarebbero stati collocati a livello nazionale.

L’applicazione dei robot medici nella sanità cinese

Lo sviluppo dei robot medici può essere fatto risalire all’operazione di biopsia neurochirurgica completata nel 1985 utilizzando il posizionamento assistito da robot industriali. Era la prima volta che la tecnologia robotica veniva combinata con la medicina e da allora ha aperto una nuova era per i robot medici. Da allora, alcuni paesi hanno assunto un ruolo guida nello sviluppo di tecnologie legate ai robot chirurgici e nella promozione dello sviluppo di robot medici. Nel settembre 2010 il Centro medico universitario di Lubiana ha eseguito un vero e proprio intervento chirurgico robotico sul sistema vascolare femorale. Non replicava i movimenti della mano umana, ma funzionava da solo premendo un pulsante.

Dal 2014, la Cina ha iniziato a introdurre robot chirurgici. Attualmente vengono introdotti principalmente negli ospedali terziari di alcune città centrali. Il secondo ospedale affiliato dell’Università di medicina di Kunming, l’ospedale pediatrico della Scuola di medicina dell’Università di Zhejiang e altri ospedali hanno introdotto i robot medici Da Vinci.

Nel complesso, l’attuale applicazione dei robot medici nel campo medico in Cina è ancora in fase di introduzione e sia la tecnologia del robot stesso che le capacità operative del personale medico richiedono un processo di sviluppo. A giudicare dal grado di automazione dei robot medici, in questa fase i robot medici non sono ancora in grado di eseguire interventi chirurgici completi e completamente automatizzati e durante l’intervento è ancora necessario l’intervento di un medico.

Il mercato cinese dei robot medici

Con l’intensificarsi dell’invecchiamento della popolazione, la domanda di applicazioni per robot medici sta gradualmente aumentando e sono stati utilizzati una varietà di robot medici con funzioni diverse. Dal punto di vista delle dimensioni del mercato, l’attuale distribuzione installata di robot medici nel paese è concentrata principalmente negli ospedali terziari e in alcuni ospedali pubblici. Il tasso di penetrazione del mercato è basso e la dimensione del mercato rappresenta solo circa il 5% della dimensione globale del mercato dei robot medici. I dati mostrano che la dimensione del mercato dei robot medici nel mio Paese ha raggiunto i 5,94 miliardi di yuan nel 2020 e si prevede che i robot medici cinesi raggiungeranno ulteriormente i 9,71 miliardi di yuan nel 2022.

Le attività coperte dalle aziende cinesi di robot medici

Secondo la classificazione della Federazione Internazionale di Robotica (IFR), i robot medici possono essere suddivisi in quattro categorie: robot chirurgici, robot riabilitativi, robot ausiliari e robot di servizio medico. Dal punto di vista della struttura del mercato, i robot riabilitativi rappresentano la percentuale più alta (47%); i robot chirurgici rappresentano il 17%; i robot ausiliari rappresentano il 23%; e i robot per servizi medici rappresentano il 13%.

Tra le attività coperte dalle aziende cinesi di robot medici, il numero dei principali robot riabilitativi e dei robot ausiliari rappresenta una percentuale relativamente elevata. Più di 10 aziende produttrici di robot per la riabilitazione domestica hanno completato uno o più round di finanziamento. Ci sono circa 20-30 compagnie nazionali nell’intero tracciato. La concorrenza è agguerrita e l’omogeneità dei prodotti è grave. Le aziende differiranno l’una dall’altra in base al progresso clinico e alla tecnologia. Condurre una concorrenza a tutto tondo in termini di vantaggi, capacità di marketing, capacità di vendita, prezzi dei prodotti, ecc. I principali marchi e caratteristiche applicative di vari tipi di robot medici sono i seguenti:

Gli investimenti nel settore dei robot medici

A giudicare dalla situazione degli investimenti e dei finanziamenti nel settore, dal 2015 al 2019, l’entusiasmo per gli investimenti nel campo dei robot medici nel paese ha mostrato una tendenza prima in aumento e poi in diminuzione. Nel 2017, l’entusiasmo per gli investimenti e i finanziamenti è stato relativamente elevato, con il numero di investimenti e l’importo degli investimenti che hanno raggiunto rispettivamente 6 e 981 milioni di yuan. Dal 2018 al 2019, colpiti dal freddo inverno dei capitali, gli investimenti nei robot medici sono diminuiti. Il numero di casi di investimento è sceso a 5 nel 2019, per un importo di investimento di 333 milioni di yuan.

Stato di sviluppo dell’industria dei robot medici

Negli ultimi anni, con il rapido sviluppo dell’intelligenza artificiale, le scoperte tecnologiche e il progressivo ampliamento dei campi di applicazione, lo sviluppo dell’industria medica ha attirato molta attenzione. Con l’applicazione sempre più approfondita dei robot in campo medico nell’era dell’intelligenza artificiale, i robot medici possono aiutare efficacemente i medici a eseguire una serie di diagnosi mediche e trattamenti ausiliari e promuovere lo sviluppo dell’informatizzazione medica, alleviando efficacemente il problema delle scarse risorse disponibili.

I robot medici appartengono alla categoria dei robot di servizio speciali. Si riferiscono a robot semi-autonomi o completamente autonomi utilizzati nelle cure mediche o ausiliarie negli ospedali e nelle cliniche. Nello specifico, possono essere suddiviso in quattro categorie:

  • robot chirurgici,
  • robot riabilitativi,
  • robot ausiliari
  • robot di servizio medico.

I vantaggi e le applicazioni dei robot medici

I robot medici sono un nuovo campo di ricerca trasversale che integra medicina, biomeccanica, meccanica, scienza dei materiali, computer grafica, visione artificiale, analisi matematica, robotica e molte altre discipline. I robot medici possono ridurre gli errori, simulare interventi chirurgici, ottenere cure complete e ridurre le risorse umane impiegate in ambito ospedaliero.

I robot medici hanno una vasta gamma di prospettive applicative. Attualmente vengono utilizzati principalmente per il salvataggio, il trasporto, la chirurgia e la riabilitazione di pazienti malati e feriti. I prodotti principali includono robot chirurgici, robot riabilitativi, robot per servizi medici, robot per servizi sanitari, ecc. Tra essi, i robot chirurgici includono principalmente robot laparoscopici, ortopedici, neurochirurghi, che rappresentano circa il 16%. Con il continuo sviluppo della tecnologia, i robot chirurgici si svilupperanno verso la miniaturizzazione, la specializzazione, il basso costo, l’intelligenza e l’automazione e porteranno la chirurgia mininvasiva in una nuova era.

Nel mercato cinese dei robot medici, i robot riabilitativi rappresentano la quota maggiore, pari al 47%, seguiti dai robot ausiliari, pari al 23%, i robot chirurgici e i robot per servizi medici rappresentano rispettivamente il 17% e il 13%.

Le dimensioni del mercato dei robot per servizi medici

Nel 2016 esistevano solo 2.761 aziende legate ai robot medici e il numero di registrazioni ha superato le 5.000 nel 2019. Grazie allo scoppio della pandemia nel 2020, la popolarità dei robot medici è salita alle stelle e il numero di registrazioni di robot medici le imprese collegate sono aumentate del 158,3% su base annua arrivando a 13.076, con un incremento di 3,74 volte rispetto al 2016.

Negli ultimi anni, la Cina ha chiaramente proposto lo sviluppo di “attrezzature diagnostiche e terapeutiche ad alte prestazioni come i robot medici” e i robot per servizi medici hanno mostrato una rapida crescita. I dati mostrano che le dimensioni del mercato cinese dei robot per servizi medici hanno raggiunto i 5,94 miliardi di yuan nel 2020. Si prevedeva che le dimensioni del mercato cinese dei robot per servizi medici avrebbero raggiunto i 7,96 miliardi di yuan nel 2021 e avrebbero raggiunto ulteriormente i 9,71 miliardi di yuan nel 2022.

Nel 2021 si sono verificati più di 30 round di finanziamento nel settore dei robot chirurgici domestici. Shurui Technology, Jingfeng Medical, Changmugu, hanno completato 2 round di finanziamento in un anno. Lancet Robot ha completato 3 round di finanziamento consecutivi nella seconda metà di quest’anno. L’importo totale del finanziamento ha superato i 3 miliardi di yuan. La capacità di completare rapidamente più round di finanziamento in un breve periodo di tempo riflette pienamente la competitività fondamentale e il valore dell’investimento dei robot chirurgici. Allo stesso tempo, con il sostegno dei finanziamenti, il tasso di crescita del mercato dei robot chirurgici continuerà ad accelerare.

Lo sviluppo futuro dell’industria dei robot medici in Cina

Negli ultimi anni, l’invecchiamento della popolazione cinese ha subito un’accelerazione inaspettata. Secondo i dati dell’Ufficio nazionale di statistica, si prevede che la popolazione anziana cinese raggiungerà i 500 milioni entro il 2050. Di fronte a un numero così elevato di anziani, l’assistenza agli anziani è diventata un problema sociale che la Cina deve affrontare e di cui ha bisogno da risolvere con urgenza. Allo stato attuale, i robot medici sono diventati le attrezzature preferite per l’assistenza agli anziani nel modello di assistenza agli anziani intelligente. Nell’era dell’intelligenza artificiale, prevediamo che le tipologie di robot più utilizzate per affrontare il problema dell’invecchiamento in Cina saranno quelle di tipo comunemente riabilitativi, robot chirurgici, e robot esoscheletrici.

Il sostegno politico al settore dei robot medici

In Cina, la rapida crescita del mercato interno dei robot medici è inseparabile dal sostegno politico. Dal 2015, il Paese ha emanato una serie di importanti documenti politici per promuovere la trasformazione e il potenziamento del settore manifatturiero cinese. Essendo un settore importante per il sostentamento delle persone, il campo medico è sempre stato al centro di importanti documenti politici a sostegno della ricerca, dello sviluppo e della produzione di robot medici.

Con l’integrazione approfondita dei robot medici con tecnologie all’avanguardia come l’intelligenza artificiale, l’interazione cervello-computer, le reti 5G, AR/VR e big data, il livello di interazione con medici e pazienti sarà ulteriormente migliorato e i dati, gli oggetti e l’ambiente saranno compresi meglio.

La ricerca sui robot chirurgici a porta singola

Rispetto ai robot endoscopici ad accesso doppio o multiplo, i robot chirurgici endoscopici a singolo accesso possono creare tagli nel corpo meno invasivi e più piccoli e per la loro produzione ed utilizzo sono necessari costi inferiori. In futuro, potrebbero diventare un nuovo prodotto di robot chirurgico che romperà il monopolio del mercato dei robot chirurgici multi-foro Da Vinci.

Nord America, Unione Europea, Giappone e Corea del Sud hanno successivamente avviato progetti di ricerca sui robot chirurgici a porta singola. Una realtà accademica cinese all’avanguardia in questa particolare tipologia di robot medicale è la Shanghai Jiao Tong University, leader mondiale nello sviluppo di robot chirurgici a porta singola.

I robot tradizionali aiutano gli esseri umani a lavorare, mentre le micro e le nanotecnologie possono espandere le capacità umane. Se la tecnologia robotica potesse essere combinata con la ricerca medica, i micro-nano robot potrebbero guidare il rapido sviluppo dell’industria della robotica nei prossimi 50 anni. Al momento, in Cina esistono numerose aziende emergenti di robot medici, ma la maggior parte di esse sono fonderie e le loro capacità di innovazione sono relativamente carenti. Tuttavia, se i nanorobot potranno essere realmente utilizzati in campo clinico e raggiungere applicazioni su larga scala in futuro, la dimensione del mercato dei robot medici potrebbe superare quella dei robot automobilistici.

Conclusioni

Nel complesso, in Cina i robot medici sono attualmente nelle fasi preliminari e il loro numero è ancora relativamente limitato. Tuttavia, a giudicare dai risultati dell’applicazione dei robot medici, non da escludere un sempre crescente utilizzo e una produzione sempre più decisiva, che vada poi a favorire la diffusione di queste nuove tecnologie in diverse parti della Cina.

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