Пилотным исследованием руководила Майя Матарич, заместитель декана Университета Калифорнии в Витерби по исследованиям и заведующий кафедрой компьютерных наук, нейробиологии и педиатрии Чан Сун-Шионг, чьи исследования фокусируются на том, как робототехника может помочь людям с различными особыми потребностями, включая пациентов с болезнью Альцгеймера и детей с расстройства аутистического спектра (РАС). В ее исследовательскую группу входили докторант Джиллиан Гречек, постдокторант Амин Атраш и студент-информатик Эдвард Кашубски.
«Существует огромная потребность в здравоохранении, которой могут помочь интеллектуальные машины, способные помочь людям всех возрастов быть менее одинокими, выполнять реабилитационные упражнения и изучать социальное поведение», – сказал Матарич. "Можно сделать так много, что могло бы дополнить заботу о человеке, а также другие новые технологии."
В рамках исследования исследователи изучили, как дети с РАС реагируют на гуманоидных роботов, которые обеспечивают дифференцированные подсказки, технику профессиональной терапии, которая формирует поведение, предоставляя все более конкретные сигналы или подсказки, чтобы помочь человеку освоить новые или утраченные навыки.
Матарич и ее команда разделили группу из 12 высокофункциональных детей с РАС на две группы: экспериментальную и контрольную. Затем каждый ребенок играл в имитационную игру («подражатель») с роботом Нао, который просил ребенка имитировать 25 различных поз рук.
«В этом исследовании мы использовали градуированные реплики для развития социального навыка подражания с помощью игры-подражателя», – сказала Джиллиан Гречек, руководившая исследованием. "Мы надеемся, что обучение таким навыкам можно будет обобщить. Итак, если ребенок с аутизмом на перемене с друзьями, а некоторые дети играют в красный / зеленый свет, ребенок может посмотреть на игру и сказать: “ О, я вижу, как играть, и я тоже могу играть с ними ”."’
Когда ребенок в любой группе правильно имитировал позу, робот сверкнул зелеными глазами, кивнул или сказал: «Отличная работа!«Когда ребенок из контрольной группы не смог правильно воспроизвести позу, робот просто повторил команду без изменений. Однако для участников экспериментальной группы робот Nao предлагал различные подсказки, когда ребенок не копировал позу точно, сначала давая только словесные сигналы, а затем следуя более подробным инструкциям и демонстрациям позы.
Исследование показало, что дети, которые получали различные подсказки (обратная связь с оценочными подсказками) до тех пор, пока не было достигнуто правильное действие, демонстрировали улучшенную или сохраняющуюся производительность, в то время как дети, которые не получали оцениваемых подсказок, регрессировали или оставались прежними.
Эти результаты свидетельствуют о том, что различная обратная связь была более эффективной и менее разочаровывающей для участников исследования, чем простое повторное получение одного и того же запроса, когда они неправильно имитировали позу. Кроме того, он демонстрирует, что социально-вспомогательный робот может эффективно обеспечивать такую обратную связь.
Хотя в этом исследовании модель градуированных подсказок не использовалась в полной мере, предварительные результаты показывают многообещающие перспективы использования этого метода для повышения автономии пользователей за счет вмешательства роботов. Матарич надеется, что через десять лет у детей с РАС могут появиться свои собственные роботы, которые будут помогать им с терапией, помогать им выполнять повседневные задачи, обучать их посредством взаимодействия с другими и побуждать их играть со сверстниками.
«Идея состоит в том, чтобы в конечном итоге дать каждому ребенку персонализированного робота, который будет мотивировать, хвалить и подталкивать к большей интеграции», – сказал Матарич.
Это пилотное исследование является частью продолжающейся работы в области социально-вспомогательной робототехники под руководством Матарика в Лаборатории взаимодействия, входящей в состав Центра робототехники и автономных систем США (RASC), Лаборатории робототехники США и Департамента компьютерных наук Университета Калифорнии в Витерби.
Исследования в Interaction Lab сосредоточены на разработке адаптивных и персонализированных социально-вспомогательных роботов, которые могут помочь людям с особыми потребностями внедрять новые здоровые и терапевтические модели поведения в свою повседневную жизнь.