Sachverhalt:
A.
Das Bezirksgericht Rheinfelden sprach X._ am 27. Oktober 2011 unter anderem des Raubs, des mehrfach versuchten Raubs, des geringfügigen Diebstahls, der Gewalt und Drohung gegen Behörden und Beamte und der Widerhandlung gegen das Waffengesetz schuldig. Es bestrafte ihn unter Berücksichtigung einer im mittleren Grad eingeschränkten Schuldfähigkeit mit einer Freiheitsstrafe von zwei Jahren und sechs Monaten sowie mit einer Busse von Fr. 500.--. Gleichzeitig widerrief es den bedingten Vollzug für eine Freiheitsstrafe von 180 Tagen. Das Bezirksgericht ordnete eine stationäre therapeutische Massnahme in einer geschlossenen Einrichtung an. Den Vollzug der Freiheitsstrafe schob es zu Gunsten der Massnahme auf.
Das Obergericht des Kantons Aargau wies die Berufung von X._ am 16. August 2012 ab. Es bestätigte das bezirksgerichtliche Urteil vollumfänglich. Überdies beschloss es, dass X._ zur Sicherung des Massnahmevollzugs in die Interkantonale Strafanstalt Bostadel zurückgeht.
B.
Mit Beschwerde in Strafsachen beantragt X._, es sei das obergerichtliche Urteil vom 16. August 2012 aufzuheben und eine vollzugsbegleitende ambulante Massnahme anzuordnen. Die Verfahrenskosten seien dem Staat aufzuerlegen. X._ ersucht um unentgeltliche Rechtspflege und Verbeiständung.
Erwägungen:
1.
Schuldspruch und Strafmass sind unbestritten. Der Beschwerdeführer ficht die Anordnung der stationären therapeutischen Massnahme an. Es stehe namentlich keine im Sinne von Art. 56 und Art. 59 StGB geeignete Vollzugseinrichtung zur Verfügung. Er sei seit mehr als 28 Monaten inhaftiert. Zurzeit befinde er sich in der Strafanstalt Bostadel. Ein Massnahmevollzug im Sinne des Gesetzes finde nicht statt. Die einmal wöchentlich durchgeführte Therapiesitzung von jeweils 60 Minuten entspreche einer vollzugsbegleitenden ambulanten Massnahme. Seine Unterbringung in einer Strafanstalt mangels Verfügbarkeit einer geeigneten Einrichtung sei nicht gesetzeskonform und mit dem Massnahmeziel einer stationären therapeutischen Behandlung nicht vereinbar. Wann er in eine geeignete Einrichtung eingewiesen werden könne, sei nicht absehbar. Die Massnahmeanordnung erweise sich deshalb als rechtsfehlerhaft (Beschwerde, S. 7 ff.). Im Hinblick auf die verlangte Anordnung einer vollzugsbegleitenden ambulanten Behandlung sei überdies festzustellen, dass die von ihm angeblich ausgehende Gefahr drastisch übertrieben werde. Bis zu seinem 55. Lebensjahr habe er sich nicht strafbar gemacht. Im Mai 2008 habe er bei einem Fahrradunfall Kopfverletzungen erlitten, die zum Verlust seiner Existenzgrundlage als Chirurg geführt hätten. Seine erste Straftat habe er im Februar 2010 und somit erst zwei Jahre nach dem Unfall begangen. Damit habe er gezeigt, dass er trotz seiner gesundheitlichen Einschränkungen rechtskonform leben könne. Das Motiv für die Straftaten seien fehlende Geldmittel gewesen und weniger die gesundheitlichen Schwierigkeiten (Beschwerde, 10 f.). Die Vorinstanz verletze mit ihrem Entscheid Art. 56 Abs. 2 und 5, Art. 56a Abs. 1, Art. 59 Abs. 2 und 3, Art. 76 Abs. 2 StGB sowie Art. 10 und Art. 36 Abs. 3 BV.
2.
Eine stationäre Massnahme bewirkt regelmässig einen erheblichen Freiheitsverlust für den Betroffenen. Die Grundrechte sind dadurch unmittelbar tangiert. Staatliche Eingriffe in die Freiheitsrechte setzen ein öffentliches Interesse voraus und müssen verhältnismässig sein (Art. 36 Abs. 3 BV). Das Gebot der Verhältnismässigkeit ist im StGB konkretisiert worden. Die Anordnung einer Massnahme setzt voraus, dass der mit ihr verbundene Eingriff in die Persönlichkeitsrechte des Täters im Hinblick auf die Wahrscheinlichkeit und Schwere weiterer Straftaten nicht unverhältnismässig ist (Art. 56 Abs. 2 StGB).
Eine Massnahme ist anzuordnen, wenn eine Strafe allein nicht geeignet ist, der Gefahr weiterer Straftaten des Täters zu begegnen, wenn ein Behandlungsbedürfnis des Täters besteht oder die öffentliche Sicherheit dies erfordert und wenn die Voraussetzungen von Art. 59 bis 61, 63 oder 64 StGB erfüllt sind (Art. 56 Abs. 1 StGB). Das Gericht ordnet eine Massnahme in der Regel nur an, wenn eine geeignete Einrichtung zur Verfügung steht (Art. 56 Abs. 5 StGB).
Nach Art. 59 Abs. 1 StGB ist für die Anordnung einer stationären therapeutischen Massnahme erforderlich, dass der Täter psychisch schwer gestört ist, sein Verbrechen oder Vergehen im Zusammenhang mit seiner psychischen Störung steht und zu erwarten ist, dadurch lasse sich der Gefahr weiterer mit seiner Störung in Zusammenhang stehender Taten begegnen. Die stationäre Behandlung erfolgt in einer geeigneten psychiatrischen Einrichtung oder einer Massnahmevollzugseinrichtung (Art. 59 Abs. 2 StGB). Solange die Gefahr besteht, dass der Täter flieht oder weitere Straftaten begeht, wird er in einer geschlossenen Einrichtung behandelt. Er kann auch in einer Strafanstalt im Sinne von Art. 76 Abs. 2 StGB behandelt werden, sofern die nötige therapeutische Behandlung durch Fachpersonal gewährleistet wird (Art. 59 Abs. 3 StGB).
Sind mehrere Massnahmen in gleicher Weise geeignet, ist aber nur eine notwendig, so ordnet das Gericht diejenige an, die den Täter am wenigsten beschwert (Art. 56a Abs. 1 StGB).
3.
3.1. Die Vorinstanz stützt die Anordnung der stationären therapeutischen Massnahme namentlich auf das psychiatrische Gutachten der Psychiatrischen Dienste Aargau, Psychiatrische Klinik Königsfelden (PKK), vom 25. März 2011, den Kurzbericht der PKK vom 26. Oktober 2011 sowie deren Austrittsbericht vom 23. Januar 2012 und den Therapiebericht der Strafanstalt Bostadel vom 29. Mai 2012.
3.2. Nach dem Gutachten weist der Beschwerdeführer als Folge eines Fahrradunfalls vom 25. Mai 2008 mit schwerer traumatischer Hirnverletzung eine chronische organische Persönlichkeitsstörung schweren Ausmasses auf (kantonale Akten, act. 74, S. 36, 38). Die ihm vorgeworfene Delinquenz steht mit der festgestellten Störung in Zusammenhang (act. 74, S. 41, 45). Daneben hätten aber auch äussere Umstände (finanzielle Not) eine Rolle gespielt (act. 74, S. 39). Laut dem Gutachten sind ähnliche Straftaten mit hoher Wahrscheinlichkeit zu erwarten (act. 74, S. 45). Die Gefahr neuerlicher Delikte könne bei erfolgreichem Verlauf mit einer Verhaltenstherapie verringert werden. Ohne den Aufbau alternativer Verhaltensweisen werde es zu erneuten Straftaten kommen (act. 74, S. 42, 45). Eine stationäre Behandlung der Störung auf der forensischen Abteilung einer psychiatrischen Klinik erscheine derzeit am sinnvollsten (act. 74, S. 45, S. 46). Die Abteilung sollte in den ersten Wochen, eventuell Monaten, bis der Beschwerdeführer absprachefähig sei, geschlossen sein (act. 74, S. 43). Eine ambulante Behandlung mit stationärem Beginn, welche bei einem einsichtigeren und kooperativeren Menschen als dem Beschwerdeführer ausreichend wäre, könne in seinem Fall wegen fehlender Bereitschaft und Problemeinsicht nicht durchgeführt werden (act. 74, S. 43; Entscheid, S. 20, 23).
3.3. Der Beschwerdeführer trat am 23. August 2011 in den vorzeitigen Massnahmevollzug in die Psychiatrische Klinik Königsfelden ein. Aus deren Kurzbericht vom 26. Oktober 2011 geht hervor, dass er sich seit seiner Aufnahme angepasst und höflich verhalten hat. Der bisherige Aufenthalt habe unter der Massgabe bestanden, eine Beziehung zu ihm aufzubauen, problematische Verhaltens- und Sichtweisen aufzuzeigen und eine Krankheitseinsicht zu erreichen. Einzig im Bereich des Beziehungsaufbaus habe ein gewisser Erfolg erzielt werden können. Ein weiterer Behandlungsversuch von mehreren Monaten erscheine als zweckmässig. Laut dem Austrittsbericht der PKK vom 23. August 2012 konnten keine tragfähige therapeutische Beziehung und keine Behandlungsmotivation aufgebaut werden. Der Beschwerdeführer sehe selber keine gesundheitlichen Defizite oder anhaltende Folgen seines Unfalls. Auffällig sei sein sehr "mechanisches Verständnis" von Therapie. Es sei jedoch verfrüht, die Motivierbarkeit auszuschliessen. Das Risiko weiterer Straftaten sei weiterhin sehr hoch (Entscheid, S. 24, 28).
3.4. Am 23. Januar 2012 wurde der Beschwerdeführer in die Justizvollzugsanstalt Bostadel versetzt (Entscheid, S. 24, 28). Nach dem Therapiebericht vom 29. Mai 2012 wurden fünfzehn wöchentlich stattfindende Therapiesitzungen von 60 Minuten durchgeführt. Laut dem Therapeuten konnte ein gewisses Störungsbewusstsein hergestellt werden und zeigte sich eine Therapiewilligkeit, die auf Veränderungsbereitschaft schliessen lasse. Dem Beschwerdeführer sei es gelungen, eine therapeutische Beziehung zum Therapeuten herzustellen. Er lasse sich auf die Therapie ein. Therapieziel sei eine Verbesserung der Selbstwahrnehmung in Bezug auf die Persönlichkeitsstörung. Das sei Voraussetzung für eine Verhaltensänderung. Eine Fortsetzung der Therapie sei angezeigt (Entscheid, S. 25).
4.
4.1. Wie die Vorinstanz zutreffend erwägt, sind die Voraussetzungen für die Anordnung einer stationären therapeutischen Massnahme nach Art. 56 Abs. 1 i.V.m. Art. 59 Abs. 1 StGB erfüllt. Es steht fest, dass die Persönlichkeitsstörung des Beschwerdeführers im Sinne des Gesetzes schwer ist und die Straftaten damit in Zusammenhang stehen. Weiter ist erstellt, dass der grundsätzlich behandlungsfähige und behandlungsbedürftige Beschwerdeführer nach wie vor stark rückfallgefährdet ist, sich die schwere Persönlichkeitsstörung nicht von alleine zurückbildet und derzeit ausschliesslich eine stationäre Therapie geeignet ist, die von ihm ausgehende Gefahr weiterer Straftaten zu verringern.
Inwiefern die gutachterliche Gefährlichkeitsbeurteilung "drastisch übertrieben" sein soll, ist entgegen einem Vorbringen in der Beschwerde nicht ersichtlich. Nach der schlüssig hergeleiteten und breit abgestützten Beurteilung der Legalprognose durch Gutachter und Therapeuten sind mit hoher Wahrscheinlichkeit ähnliche Straftaten wie die bisher verübten zu erwarten. Der Beschwerdeführer beging u.a. mehrere, zum Teil versuchte Raubstraftaten. Überdies wurde er wegen Gewalt gegen Behörden und Beamte verurteilt, weil er einem Gefangenenwart eine Plastikgabel an den Hals setzte und seine Freilassung verlangte. Wie die Vorinstanz zutreffend ausführt, zeigt namentlich das letztgenannte Delikt die Gewaltbereitschaft des Beschwerdeführers. Bei den Straftaten, die von diesem zu erwarten sind, geht es somit keineswegs um Bagatellkriminalität. Es handelt sich vielmehr um erhebliche Rechtsgutverletzungen, die geeignet sind, den Rechtsfrieden nachhaltig zu stören (Entscheid, S. 27).
Das als hoch bzw. sehr hoch eingeschätzte Rückfallrisiko für ähnliche Delikte und das öffentliche Interesse an der Verhinderung solcher Straftaten rechtfertigen den mit einer stationären Behandlung verbundenen Eingriff in die Freiheitsrechte des Beschwerdeführers. Nach der Erkenntnis der Experten kann nur die als notwendig und geeignet erachtete stationäre Verhaltenstherapie die als ungünstig beurteilte Legalprognose massgeblich verbessern. Damit ist gleichzeitig gesagt, dass die vollzugsbegleitende ambulante Behandlung als nicht zweckmässig ausser Betracht fällt. Soweit der Beschwerdeführer seine finanziellen Schwierigkeiten als primär ursächlich für die Delinquenz bezeichnet und er die Änderung seiner Lebensumstände (Beantragung einer IV, Schaffung einer adäquaten Wohnsituation etc.) im Hinblick auf eine Risikoverminderung für wesentlicher einstuft als seine therapeutische Behandlung, weicht er in unzulässiger Weise vom diesbezüglich schlüssigen Gutachten und den darauf gestützten Feststellungen der Vorinstanz ab (Art. 105 Abs. 1 BGG). Auf diese Kritik ist nicht einzutreten.
4.2.
4.2.1. Weitere Voraussetzung für die Anordnung einer stationären Massnahme bildet die Verfügbarkeit einer "geeigneten Einrichtung" (Art. 56 Abs. 5 i.V.m. Art. 59 Abs. 2 und 3 StGB). Die Eignung der Institution für den Betroffenen trägt massgeblich zum Erfolg oder Scheitern der Massnahme bei. Eine Massnahme soll deshalb nicht ohne Rücksicht auf die Frage angeordnet werden, ob es überhaupt eine Institution gibt, in welcher die Behandlung durchgeführt werden kann (Art. 56 Abs. 5 StGB). Es genügt indes, dass sich das urteilende Gericht - auf der Grundlage der Informationen der Vollzugsbehörde oder gegebenenfalls eines Gutachtens - vergewissert, dass eine geeignete Vollzugseinrichtung für die Massnahme zur Verfügung steht. Das Gericht soll nicht Vollzugsaufgaben übernehmen und die geeignete Institution selber bestimmen. Die Zuweisung im Einzelfall erfolgt durch die zuständige Vollzugsbehörde (Botschaft zur Ände-rung des Schweizerischen Strafgesetzbuches vom 21. September 1998, BBl 1998 1979 ff. S. 2073; SCHWARZENEGGER/HUG/JOSITSCH, Strafrecht II, Strafen und Massnahmen, 8. Aufl. 2007, S. 165; siehe auch MARIANNE HEER, Basler Kommentar, Strafrecht I, 2. Aufl., Art. 56 N. 86 ff.).
4.2.2. Die für den Beschwerdeführer empfohlene stationäre Verhaltenstherapie kann nach dem psychiatrischen Gutachten vom 25. März 2011 in der geschlossenen forensischen Abteilung einer psychiatrischen Klinik vollzogen werden. Der Beschwerdeführer wurde deshalb im Rahmen des vorzeitigen Massnahmevollzugs am 23. August 2011 in die Psychiatrische Klinik Königsfelden eingewiesen. Weil er auf tägliche Aufenthalte im Freien bestand, die ihm wegen der anhaltend hohen Fluchtgefahr (Entscheid, S. 23 mit Hinweis auf die Ausführungen im erstinstanzlichen Urteil, S. 43 ff., S. 47: Flucht aus dem Gefängnis Wauwilermoos, Fluchtversuch aus dem Bezirksgefängnis Aarau, Fluchtversuch aus der PKK) jedoch nicht gewährt wurden, weshalb er die ihm angebotene Therapie in der Folge zumindest teilweise verweigerte, wurde der Beschwerdeführer am 23. Januar 2012 in die Justizvollzugsanstalt Bostadel versetzt, wo er therapeutisch behandelt wird (Entscheid, S. 28).
4.2.3. Es ist nicht ersichtlich und kann übrigens auch nicht aus dem bisherigen Verlauf des vorzeitigen Massnahmevollzugs geschlossen werden, dass keine geeignete Einrichtung (in der Schweiz) vorhanden ist, in welcher die über den Beschwerdeführer angeordnete stationäre Massnahme vollzogen werden kann, und dass daher die Anordnung der Massnahme gemäss Art. 56 Abs. 5 StGB unzulässig ist. Neben geeigneten psychiatrischen Einrichtungen oder Massnahmevollzugseinrichtungen (Art. 59 Abs. 2 StGB), in welchen stationäre Massnahmen in der Regel zu vollziehen sind, kommen nach dem Gesetz bei Wiederholungs- und Fluchtgefahr auch geschlossene Einrichtungen als geeignete Vollzugsinstitutionen in Frage, darunter ausdrücklich auch Strafanstalten (Art. 59 Abs. 3 StGB; ANDREA BAECHTOLD, Strafvollzug, Straf- und Massnahmenvollzug an Erwachsenen in der Schweiz, 2. Aufl. 2009, S. 263; siehe auch Entscheid, S. 28 mit Hinweis auf TRECHSEL/PAUEN BORER, Praxiskommentar, 2. Aufl. 2013, Rz. 25 zu Art. 56 StGB).
4.2.4. Geschlossene Strafanstalten oder geschlossene Abteilungen offen geführter Strafanstalten im Sinne von Art. 76 Abs. 2 StGB sind gemäss Art. 59 Abs. 3 StGB nur dann als für den Vollzug einer stationären therapeutischen Massnahme geeignete Einrichtungen anzusehen, "sofern die nötige therapeutische Behandlung durch Fachpersonal gewährleistet ist". Ob die dem Beschwerdeführer in der Strafanstalt Bostadel zurzeit konkret angebotene Therapie den inhaltlichen (Minimal-) Anforderungen an den Vollzug stationärer therapeutischer Behandlungen in Strafanstalten genügt, betrifft indessen nicht die materiellrechtliche Voraussetzung einer Massnahme, sondern die Frage des Vollzugs, welcher nicht Gegenstand des Verfahrens bildet. Auf die Einwände in der Beschwerde, die sich gegen den bisherigen vorzeitigen Massnahmevollzug, die konkrete Behandlung des Beschwerdeführers in der Strafanstalt Bostadel und seine dortige Unterbringung richten, kann nicht eingetreten werden.
4.3. Die Anordnung der stationären therapeutischen Massnahme ist damit nicht zu beanstanden. Mit Rücksicht auf den Grundsatz, dass stationäre Massnahmen im Regelfall in psychiatrischen Einrichtungen oder Massnahmevollzugseinrichtungen zu vollziehen sind (Art. 59 Abs. 2 StGB; vgl. MARIANNE HEER, Stationäre therapeutische Massnahmen nach der Revision des AT-StGB - der Beginn einer Verwässerung des Konzepts, in: Gefängnis als Klinik, Bern 2008, S. 131), ist indes darauf hinzuwirken, dass der Beschwerdeführer sobald als möglich in einer spezialisierten Institution untergebracht wird. Die ersten diesbezüglichen Schritte (zur Aufnahme in der Klinik Rheinau) wurden unternommen (siehe Beschwerde, S. 8, Beschwerdebeilage 14). Solange sich der Beschwerdeführer zum stationären Massnahmevollzug in der Strafanstalt Bostadel befindet, ist sicherzustellen, dass ihm die nötige therapeutische Behandlung durch Fachpersonal zukommt. Nach dem Therapiebericht der Strafanstalt Bostadel vom 29. Mai 2012 hat der Beschwerdeführer im Verlaufe der Behandlung gewisse Fortschritte erzielt, Veränderungsbereitschaft gezeigt und sich auf die Therapie eingelassen. Die weitere Durchführung der Massnahme wird vom Therapeuten als notwendig erachtet. Die dem Beschwerdeführer angebotene Behandlung weist folglich in die richtige Richtung (Entscheid, S. 28 f.). Anzumerken ist allerdings, dass stationäre Behandlungen nach Art. 59 StGB namentlich hinsichtlich Stundenfrequenz und Konfrontationsdichte tendenziell eine hohe Intensität aufweisen müssen, weshalb lediglich eine Therapiestunde pro Woche jedenfalls mittelfristig nicht als ausreichend im Sinne eines stationären Therapieangebots bezeichnet werden kann (vgl. NOLL/GRAF/STÜRM/URBANIOK, Die Anforderungen an den Vollzug stationärer Massnahmen in einer geschlossenen Strafanstalt nach Art. 59 Abs. 3 StGB, in AJP 12/2008 S. 1553 ff., 1554; siehe auch NOLL/GRAF/STÜRM/BORCHARD/SPILLER/ URBANIOK, Erste Praxiserfahrungen mit stationären Massnahmen nach Art. 59 Abs. 3 StGB, AJP 5/2010, S. 593 ff.).
5.
Die Beschwerde ist abzuweisen, soweit darauf eingetreten werden kann. Der Beschwerdeführer ersucht um Gewährung der unentgeltlichen Rechtspflege und Verbeiständung. Seine finanzielle Bedürftigkeit ist ausgewiesen, und die Vorbringen waren nicht von vornherein offensichtlich unzulässig. Das Gesuch ist deshalb gutzuheissen. Demnach sind keine Kosten zu erheben und ist dem Rechtsvertreter des Beschwerdeführers eine angemessene Entschädigung aus der Bundesgerichtskasse auszurichten (Art. 64 BGG).
Demnach erkennt das Bundesgericht:
1.
Die Beschwerde wird abgewiesen, soweit darauf einzutreten ist.
2.
Das Gesuch um unentgeltliche Rechtspflege wird gutgeheissen, und es wird dem Beschwerdeführer Fürsprecher Robert Frauchiger als unentgeltlicher Rechtsbeistand beigegeben.
3.
Es werden keine Kosten erhoben.
4.
Fürsprecher Robert Frauchiger wird mit Fr. 3'000.-- aus der Bundesgerichtskasse entschädigt.
5.
Dieses Urteil wird den Parteien und dem Obergericht des Kantons Aargau, Strafgericht, 1. Kammer, schriftlich mitgeteilt.
Lausanne, 27. Juni 2013
Im Namen der Strafrechtlichen Abteilung
des Schweizerischen Bundesgerichts
Der Präsident: Mathys
Die Gerichtsschreiberin: Arquint Hill