Сегодня робототехника используется практически во всех сферах жизнедеятельности человека. Теперь роботы будут участвовать и в лечении детей-аутистов. Принципиальной особенностью этих роботов является их способность следить за эмоциональным состоянием детей во время сеанса и адекватно реагировать на его изменение.
«В настоящее время существует много исследований, где пытаются использовать роботов для лечения детей с расстройствами спектра аутизма или ASD (Autism spectrum disorder). Они показали, что детям нравятся такие занятия, в результате чего значительно повышается их способность к общению с окружающими», - говорит Ниланьян Шанкар, доцент кафедры машиностроения в университете Вандербильта. «Однако возможности таких систем до сих пор были весьма ограничены, поскольку они не имеют способа контролировать эмоциональное состояние детей, которые позволили бы роботу автоматически реагировать на их реакцию».
Если эти ограничения могут быть преодолены, использование роботов для лечения детей с ASD может иметь существенные социальные и финансовые преимущества. Сегодня один ребенок, из каждых 150 родившихся сегодня в Соединенных Штатах - с диагнозом ASD. Таких детей больше, чем детей с онкопатологией, диабетом и СПИДом вместе взятых. В настоящее время лечение таких детей предусматривает сочетание поведенческих, образовательных, физических, профессиональных методик реабилитации, иногда в комбинации с медикаментозной терапией для купирования тревожности, раздражительности, биполярных и других расстройств. Средняя стоимость ухода за одним человеком с аутизмом за всю жизнь составляет 3,2 млн. долл. США. Расходы, связанные с помощью людям с аутизмом в настоящее время в США составляют более $90 млрд. в год и эти расходы, по прогнозам, удвоятся к 2017 году в связи с ростом численности населения и совершенствованием медицинской помощи.
За последние пять лет работы Шаркар разработал метод, в котором используется мониторинг физиологических показателей, в том числе сердечных сокращений, изменения электрических свойств кожи (кожно-гальваническая реакция), температуры и мышечного отклика, чтобы контролировать эмоциональное состояние человека. Его оригинальная мотивация заключалась в том, чтобы улучшить взаимодействие между человеком и роботом. Когда у его племянника был диагностирован аутизм, у Шаркара возникла идея применения техники для оказания помощи детям с ASD. Поэтому он обртился за помощью и с предложением о сотрудничестве к одному из наиболее авторитетных специалистов в этом вопросе - Венди Стоун, исследователю и профессору педиатрии в Vanderbilt Kennedy Center и они стали партнерами в развития этого нового подхода.
«Я всегда заинтересована в творческих подходах к изучению и лечению аутизма, так что, когда Ниланьян обратился ко мне с предложением о сотрудничестве, я была готова очень внимательно его выслушать», - говорит Стоун. «Он, несомненно, тщательно подготовился и его предложение звучит как отличная идея».
Этой осенью Шаркар и Стоун опубликовали два документа: один в IEEE Transactions on Robotics, другой - в International Journal of Human-Computer Studies, где описываются результаты первой серии опытов, которые проводились с шестью детьми от 13 до 16 лет с диагнозом ASD. К телу детей были прикреплены датчики, фиксирующие показатели физиологических реакций организма и этих детей попросили сыграть в две игры. Одна из них - компьютерная игра в пинг-понг, другая - своего рода баскетбол, где обруч прикреплен к концу роботизированной руки, присеем она может двигаться назад и вперед или вверх и вниз. В исследовании также принимали участие аспиранты Карла Конн и Лю Чанчунь.
Данные, собранные во время исследований помогают создать математическую модель, где в процессе обучения будет учитываться эмоциональное состояние ребенка с аутизмом. У каждого из них есть свои предпочтения и раздражители: кто-то боится громких звуков, слишком близкого контакта или пристального взгляда и т.п. Поэтому и исследуются их реакции, чтобы избежать этих препятствий для достижения контакта. Робот может быть запрограммирован так, чтобы вызывать у ребенка как можно меньше отрицательных эмоций.
Исследователи сообщают, что физиологические показатели, которые они собрали в ходе исследования, могут быть использованы для разработки математических моделей для прогнозирования эмоционального состояния, состояния тревоги и возможности взаимодействия с точностью более, чем на 80 процентов. Кроме того, они показали, что эта информация может быть использована в режиме реального времени для изменения игровой конфигурации таким образом, чтобы значительно увеличить степень участия ребенка с аутизмом в проводимых занятиях. Робот может помочь детям с аутизмом изучать социальные навыки, которых они не имеют, однако надо еще окончательно усовершенствовать эту систему и алгоритм тренировок, чтобы максимально точно контролировать эмоциональное состояние ребенка.
По материалам официального сервера Университета Вандербильта