ربات‌هایی که به کمک کودکان طیف اتیسم آمده‌اند

اختلال‌های طیف اتیسم از جمله اختلال‌های رشدی محسوب می‌شوند که بر تعاملات  و ارتباطات اجتماعی کودک تاثیر می‌گذارد. بر طیق آمار از هر 160 کودک در جهان 1 نفر مبتلا به اختلال طیف اتیسم است. در آمریکا، این نرخ تقریباً سه برابر است که دلیل آن احتمالاً به معیارهای متفاوت تشخیصی مربوط است. ناتوانی‌های رشدی اغلب با چالش‌های اجتماعی، عاطفی و ارتباطی مشخص می‌شود  این بیماری‌ها غیرقابل درمان و مادام العمر هستند، اما مداخلات زودرس همچون گفتاردرمانی و رفتار درمانی ، می‌تواند رشد کودک را بهبود بخشد.

اما این مداخلات که با استفاده از انسان‌ها انجام می‌شود اغلب ممکن است پرهزینه یا طولانی باشند. به بسیاری از کودکان در این طیف توصیه می‌شود 20 ساعت در هفته درمان دریافت کنند. از سویی طراحی ابزارهای سنتی فناوری‌محور برای این کودکان جوابگو نیست زیرا افراد طیف اتیسم علائم و الگوهای رفتاری بسیار متفاوتی دارند و به طور مثال ساخت یک ابزار یا دستگاه نمی‌تواند برای همه به کار بیاید.

خوشبختانه در سال‌های اخیر، پیشرفت در ساخت ربات‌های که مانند یک دستیار اجتماعی عمل می‌کنند دریچه‌ای جدید و امیدوار کننده را به مساله مراقبت‌های مقرون به صرفه و شخصی باز کرده است. از نظر تئوری، ربات‌های خانگی می‌توانند به عنوان مکمل کار درمان‌گران انسانی عمل کنند و فعالیت‌های آموزشی تکراری را که به بهبود مهارت‌ها افراد دارای اختلال‌های رشدی منجر می‌شود را انجام دهند. همچنین به کارگیری هوش مصنوعی می تواند موجب شخصی‌سازی تجارب شود.

یک مطالعه جدید که در مجله  Science Robotics  منتشر شده است، نشان می‌دهد ربات‌هایی که به عنوان یک دوست و همراه خانگی از آن‌ها نام برده می‌شود با به کارگیری هوش مصنوعی گام مهمی در این زمینه برداشته اند. Maja J. Matarić  و تیم او در دانشگاه کالیفرنیای جنوبی یک مدل یادگیری ماشین ایجاد کرده‌اند که از داده‌های صوتی و تصویری همچون گفتگو و ارتباط چشمی استفاده می‌کند. این داده‌ها از تعاملات کودکان اوتیستیک با ربات به دست آمده است و از آن‌ها برای پیش بینی اینکه آیا کودکان در یک فعالیت آموزشی خاص شرکت می‌کنند یا نه استفاده می‌شود. اگر کودکان مایل به مشارکت نباشند، ایده این است که ربات می‌تواند پس از آن واکنش نشان داده و آن‌ها را دوباره درگیر کند تا توجه کودکان را به تمرینات درمانی برای مدت زمان بیشتری جلب کند. در طول آزمایش، علی‌رغم داده‌های پر سر و صدا و تنوع زیاد در بین شرکت‌کنندگان، این مدل در پیش‌بینی تعامل کودک به دقت 90٪ رسید. نکته مهم این است که این مطالعه با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده از روبات‌هایی انجام شد که برای مدت یک ماه با کودکان در خانه‌هایشان زندگی می‌کردند. این بخشی از یک طرح تحقیقاتی چند ساله است که سعی در بررسی تأثیر و پیشرفت توانایی‌های این ربات‌های همراه در یک محیط واقعی دارد. در مقابل، بیشتر مطالعاتی که تا به امروز انجام شده بودند در کوتاه مدت و همچنین در محیط آزمایشگاهی و کنترل شده بودند زیرا فرآیندهای تأیید و طراحی چنین ربات‌هایی که در خانه مشغول به کار شوند زمان‌بر و سخت است.

از شرکت‌کنندگان در این مطالعه خواسته شد تا به طور مرتب بازی‌های ریاضی با مضمون فضا را در صفحه لمسی که روی ربات خانگی آن‌ها قرار داشت انجام دهند. سپس ربات بازخورد واضحی را بر اساس عملکرد به فرد ارائه می‌داد و همچنین در طول زمان از طریق الگوریتم یادگیری تقویتی این بازی برای فرد شخصی‌سازی می‌شد.

در حالی که محتوای بازی روی ریاضیات متمرکز بود، هدف اصلی این بود که مهارت‌های اساسی اجتماعی کودکان از طریق تعامل با ربات بهبود یابد. به طور مثال یاد‌گرفتن رعایت نوبت به این شکل انجام می‌شد که کودک از خود می‌پرسد الان نوبت من است صحبت کنم یا نوبت ربات؟ همچنین مهارت تماس چشمی از این طریق شکل می‌گرفت که کودک به این فکر می‌کرد که آیا وقتی صحبت می‌کنم باید به ربات نگاه کنم؟ همزمان با هر کدام از این مداخلات، یک درمان‌گر رفتاری، مهارت‌های اجتماعی کودک را قبل و بعد از انجام آن ارزیابی می کرد تا بهبود آنها را زیر نظر داشته باشد.

ماتاریچ می‌گوید: به طور معمول کودکان باید در یک محیط اجتماعی و در تعامل واقعی با دیگر همسالان و افراد مهارت‌های ضروری را یاد بگیرند، اما برای کودکان در طیف اتیسم، به دلیل شرایط خاصی که دارند این امکان همیشه وجود ندارد، به همین دلیل نقش ربات‌ها مهم است. در این مطالعه بسیاری از کودکان با گذشت زمان یاد گرفتند که به عنوان یک دوست با ربات به تعامل بپردازند و همدلی خود را نسبت به سایر همسالان بهبود بخشند. بسیاری نیز این ربات را وارد کانون خانواده خود کردند و باعث شد بیش از پیش با خواهر و برادر و والدین خود نیز ارتباط برقرار کنند. این موضوع این فرضیه را تایید می‌کند  که ربات‌ها نه تنها جایگزین روابط موجود نمی‌شوند بلکه می‌توانند این روابط را نیز بهبود ببخشد.

امام این مطالعه با مشکلاتی نیز همراه بود. محیط خانه بیش از آنچه که محققان در ابتدا انتظار داشتند چالش‌برانگیز بود. شرکت‌کنندگان گاهی اوقات به طور اتفاقی به ربات آسیب می‌زدند یا دوربین را جابجا می‌کردند که باعث می‌شد داده‌های جمع‌آوری شده متناقض و پر سر و صدا باشند. مساله دیگری که در حین تحقیق پیش آمد این بود که اغلب اوقات، خواهر و برادران کودکان طیف اتیسم نیز می‌خواستند خودشان بازی کنند و این باعث پیچیدگی بیشتری در تجزیه و تحلیل داده‌ها می‌شد. با وجود این مشکلات، محیط واقعی خانه درک جامع‌تری به محققان در مورد چگونگی طراحی ربات‌های تأثیرگذارتر به آن‌ها داد. به عنوان مثال، آنها دریافتند که همه کودکان با گذشت زمان ارتباط خود را با این ربات کاهش دادند که در نهایت موضوع دیگری برای مطالعات حوزه علوم رباتیک شد.

آیانا هوارد استاد فناوری جورجیا که اثرات درمانی ربات‌ها را درکودکان طیف اتیسم بررسی می‌کند می‌گوید این کمک‌ها استفاده مثبت از ربات‌های تعاملی اجتماعی برای کودکان با نیازهای ویژه را اثبات می‌کند. تیم Matarić همچنین به منظور محافظت از حریم خصوصی، در حال بررسی حداقل داده‌های مورد نیاز برای آموزش الگوریتم‌های یادگیری ماشین در ربات‌ها است.

این امیدواری وجود دارد که چنین ربات‌های دستیار اجتماعی به یک همراه درمانی شخصی و ارزان برای کودکان طیف اتیسم تبدیل شوند و به آن‌ها امکان مراقبت گسترده‌تر و بهبود رشد خود را بدهند.