Le persone con autismo vedono, ascoltare e sentire il mondo in modo diverso dalle altre persone, che influenza il modo in cui interagiscono con gli altri. Ciò rende le attività incentrate sulla comunicazione piuttosto impegnative per i bambini con condizioni dello spettro autistico (ASC). I terapeuti hanno quindi difficoltà a coinvolgerli in queste attività durante la terapia educativa.

Per affrontare questa sfida, i terapeuti hanno recentemente iniziato a utilizzare robot umanoidi nelle sessioni di terapia. Però, i robot esistenti non hanno la capacità di interagire autonomamente con i bambini, che è vitale per migliorare la terapia. E il fatto che le persone con ASC abbiano stili atipici e diversi di esprimere i propri pensieri e sentimenti rende l'uso di tali robot ancora più impegnativo.

I ricercatori che lavorano al progetto EngageME, finanziato dall'UE, hanno ora creato un quadro di apprendimento automatico personalizzato per i robot utilizzati durante la terapia dell'autismo. Come descrivono nel loro articolo pubblicato in Robotica scientifica , questo quadro aiuta i robot a percepire automaticamente l'affetto - facciale, comportamento vocale e gestuale e coinvolgimento dei bambini mentre interagiscono con loro.

Un approccio personalizzato

Per raggiungere questo entusiasmante progresso, i partner del progetto si erano resi conto che nel caso di bambini con ASC, una taglia non va bene per tutti. Di conseguenza, hanno personalizzato la loro struttura per ogni bambino utilizzando dati demografici, punteggi di valutazione comportamentale e altre caratteristiche uniche di quel bambino. La nuova struttura ha permesso ai robot di adattare automaticamente le loro interpretazioni delle risposte dei bambini tenendo conto delle differenze culturali e individuali tra di loro.

"La sfida di creare l'apprendimento automatico e l'intelligenza artificiale [intelligenza artificiale] che funzioni nell'autismo è particolarmente fastidiosa, perché i soliti metodi di intelligenza artificiale richiedono molti dati simili per ogni categoria appresa. Nell'autismo dove regna l'eterogeneità, i normali approcci AI falliscono, " ha spiegato il co-autore Prof. Rosalind Picard in un articolo pubblicato su "MIT News".

Terapia assistita da robot

I ricercatori hanno testato il loro modello su 35 bambini provenienti dal Giappone e dalla Serbia. dai 3 ai 13 anni, i bambini hanno interagito con i robot in sessioni di 35 minuti. I robot umanoidi trasmettevano emozioni diverse:rabbia, paura, felicità e tristezza – cambiando il colore dei loro occhi, il tono della loro voce e la posizione delle loro membra.

Come ha interagito con un bambino, il robot catturerebbe video delle loro espressioni facciali, movimenti e posizione della testa, così come registrazioni audio del loro tono di voce e vocalizzazioni. Un monitor al polso di ogni bambino ha anche fornito al robot i dati sulla temperatura corporea, frequenza cardiaca e risposta al sudore cutaneo. I dati sono stati utilizzati per estrarre i vari segnali comportamentali del bambino e sono stati poi inseriti nel modulo di percezione del robot.

Utilizzando modelli di deep learning, il robot ha quindi stimato l'affetto e il coinvolgimento del bambino in base ai segnali comportamentali estratti. I risultati sono stati utilizzati per modulare l'interazione bambino-robot nelle successive sessioni di terapia.

Anche le registrazioni audiovisive delle sessioni di terapia sono state osservate da esperti umani. Le loro valutazioni delle risposte dei bambini hanno mostrato una correlazione del 60% con le percezioni dei robot. Questo era un livello di accordo più alto di quello raggiunto tra esperti umani. I risultati dello studio suggeriscono che i robot addestrati potrebbero svolgere un ruolo importante nella terapia dell'autismo in futuro.

EngageME (Automated Measurement of Engagement Level of Children with Autism Spectrum Conditions durante l'interazione uomo-robot) sta lavorando per aumentare i robot con informazioni chiave che aiuteranno i terapisti a personalizzare le terapie e rendere l'interazione uomo-robot più coinvolgente e naturale.