Сегодня расскажу вам о проекте "Аврора", в рамках которого изучается возможность использования роботов в качестве терапевтических или образовательных "игрушек" специально для детей с аутизмом.
Сначала разберемся, что же это такое
Аутизм в данном случае относится к термину расстройства аутистического спектра, с рядом проявлений, которые могут проявляться в различной степени и в различных формах. Точная причина или причины аутизма до сих пор неизвестны.
Аутизм - это пожизненная инвалидность развития, которая влияет на то, как человек общается и относится к окружающим. Люди с аутизмом часто имеют сопутствующие нарушения обучаемости. Основными нарушениями, характерными для людей с аутизмом, по данным Национального аутистического общества, являются нарушения социального взаимодействия, социального общения и воображения.
Испытания
Испытания проходили в начальной школе Бентфилда в Эссексе, Великобритания, общеобразовательной школе, в которой обучаются около 220 типично развивающихся детей.
В школе также имеется отдел расширенного обеспечения, который обслуживает девять учащихся с различными трудностями в обучении и физическими недостатками. Эти учащиеся, каждый в сопровождении воспитателя, обучаются по своей уникальной учебной программе и интегрируются в основные классы в соответствии с их возрастной группой. Они участвуют в любой классной деятельности, на которую способны.
Робот
В испытаниях используется гуманоидная роботизированная кукла. Основной корпус куклы содержит электронные платы и двигатели, которые приводят в движение руки, ноги и голову.
Робот также может подключаться к различным датчикам, таким как инфракрасные излучатели/приемники, детекторы света и т.д., которые не использовались в днном исследовании.
Робот может реагировать на прикосновения, обнаруживая пассивное движение конечностей и головы (т.е. когда пользователь перемещает конечности или голову робота из одной позиции в другую, во время взаимодействия).Алгоритмы машинного обучения позволяют обучать робота последовательности действий, а также использовать словарный запас.
Изначально он был разработан как роботизированная игрушка, которая поддерживает богатый спектр мультимодальных взаимодействий с типично развивающимися детьми, включая речь, музыку и движения. Однако многие поведенческие качества, необходимые в ситуациях социального взаимодействия, менее естественны для детей с аутизмом. Такие качества включали бы неподвижность, достаточно длительный фокус внимания и способность смотреть на лицо другого человека. Это продвинутые задачи для детей с аутизмом, которые должны выполняться, поскольку они находятся непосредственно в одной из основных областей их нарушения - общение и социальное взаимодействие.
Робот запрограммирован на работу в двух основных режимах: как "танцующая игрушка", двигающая руками, ногами и головой под ритм предварительно записанной музыки. Использовались три вида музыки: детская, поп-музыка и классическая музыка.
И в качестве куклы, когда ребенок выступает в роли кукловода и простым нажатием кнопок на ноутбуке перемещает руки, ноги или голову робота. Этот подход связан с технологией Wizard-of-Oz, используемой в исследованиях по взаимодействию человека и компьютера, а в последнее время - в исследованиях по взаимодействию человека и робота.
Аврора: результаты исследований
Основная цель проекта "Аврора" - выяснить, могут ли простые имитации и пошаговые игры с роботом стимулировать навыки социального взаимодействия у детей с аутизмом, и если да, то насколько. В частности, роль робота рассматривается как объект общего внимания, стимулирующий взаимодействие с другими детьми с аутизмом или без него и взрослыми.
Было проведено сравнительное исследование влияния робота и нероботизированной игрушки. Статистический анализ поведенческих наблюдений показал, что дети с аутизмом гораздо больше смотрели в глаза и уделяли больше внимания роботу, поддерживая гипотезу о том, что робот является существенным объектом, способным стимулировать взаимодействие.
В более позднем исследовании, проведенном с парами детей с аутизмом, ученые проиллюстрировали способность робота обеспечить фокус внимания. Роль робота как посредника стала очевидной в том, как дети взаимодействуют с другими людьми, присутствующими в одной комнате, включая учителя и исследователя.
Роль робота как посредника подчеркивает, что главная цель заключается не в том, чтобы заменить, а в том, чтобы облегчить человеческий контакт.
Недавние эксперименты показали, как маленький гуманоидный робот может обеспечить фокус внимания, который может выявить коммуникативные и социальные навыки детей с аутизмом.
Здесь робот служил заметным объектом, способствующим совместному вниманию детей и взрослого. Кроме того, этот эксперимент показал, что умелое взаимодействие детей происходило не только в присутствии робота.
В других исследованиях, выполненных в рамках проекта "Аврора", была выявлена необходимость распознавания роботами различных стилей взаимодействия и адаптации к индивидуальному поведению детей. Ученые сообщили о первой серии испытаний с 14 детьми с аутизмом, взаимодействующими с гуманоидной роботизированной куклой.
Центральной темой этих испытаний стали имитационные игры между роботом и детьми. Система компьютерного зрения анализировала движения рук детей, которые, в свою очередь, могли заставить робота имитировать поведение ребенка. Кроме того, кукла выполняла движения самостоятельно, чтобы подтолкнуть детей к тому, чтобы они отражали движения робота.
В связи с этим была выражена надежда начать имитационные игры-взаимодействия между роботом и детьми. Однако результаты оказались неубедительными, и в первоначальной структуре можно выявить ряд недостатков: во-первых, установка требовала, чтобы дети сидели неподвижно за столом, лицом к роботу, и двигали руками очень четко, из-за ограничений современных систем видения, которые не могут идентифицировать тонкие движения. Во-вторых, участие детей в интерактивных играх в значительной степени зависело от явного поощрения со стороны учителя, который сидел рядом с ними.
В целом, приобретенный опыт показал, что конкретная конфигурация не способствовала появлению спонтанных, проактивных игр. Наконец, в этих испытаниях каждый ребенок подвергался воздействию робота только один раз, в ситуации, когда случайные параметры потенциально могут оказать значительное влияние на наблюдаемые взаимодействия. Небольшое количество воздействий на робота также вряд ли даст какие-либо указания относительно терапевтического или образовательного эффекта.