Negli ultimi anni, i progressi nella tecnologia robotica hanno aperto la strada a forme di assistenza più avanzate, convenienti e personalizzate.
di Karen Hao
In tutto il mondo, circa 1 bambino su 160 ha un disturbo dello spettro autistico. Negli Stati Uniti, il tasso è quasi triplo, probabilmente a causa delle differenze diagnostiche e dei sistemi di segnalazione. La disabilità dello sviluppo è spesso caratterizzata da sfide sociali, emotive e comunicative. Non è qualcosa che può essere “curato”, ma gli interventi precoci sul linguaggio e la terapia comportamentale possono migliorare lo sviluppo di un bambino.
Il problema è che questo tipo di assistenza umana ha spesso costi alti. A molti bambini con disturbi dello spettro autistico si raccomandano infatti fino a 20 ore di terapia a settimana. Anche gli interventi tecnologici standard hanno dei limiti seri perché i sintomi e i modelli comportamentali variano ampiamente tra gli individui interessati.
Negli ultimi anni, fortunatamente, il progresso dei robot sociali ha aperto nuove prospettive per i pazienti autistici di ottenere terapie più convenienti e personalizzate. In teoria, i robot “domestici” potrebbero aiutare a integrare i terapisti umani svolgendo le attività di addestramento più ripetitive e l’IA potrebbe aiutare a personalizzare l’esperienza.
Un nuovo studio, pubblicato su “Science Robotics”, ha confermato i progressi del settore. Maja J. Mataric e il suo team dell’Università della California del Sud hanno creato un modello di apprendimento automatico che utilizza dati audio e video, come il dialogo e il contatto visivo, delle interazioni dei bambini autistici con il robot per prevedere se sono impegnati in una determinata attività.
In caso contrario, l’idea è che il robot possa intervenire per mantenere la loro attenzione sugli esercizi terapeutici per lunghi periodi di tempo. Durante i test, il modello ha raggiunto un’accuratezza del 90 per cento nella previsione dell’impegno del bambino, nonostante la non totale affidabilità dei dati e le considerevoli differenze tra i partecipanti.
È importante sottolineare che lo studio è stato condotto utilizzando i dati raccolti dai robot che vivevano con i bambini nelle loro case per un periodo di un mese. Fa parte di un’iniziativa di ricerca pluriennale che ha cercato di esaminare l’impatto e far progredire le capacità di questi “compagni” in un ambiente realistico. Al contrario, la maggior parte degli altri studi fino ad ora si sono limitati a scale temporali brevi e a esperienze di laboratorio controllate a causa del complesso iter burocratico per introdurre questa tecnologia tra le pareti domestiche.
Ai partecipanti allo studio è stato chiesto di fare regolarmente giochi di matematica a sfondo spaziale sul tablet touchscreen del loro assistente sociale. Il robot ha quindi fornito un feedback espressivo basato sulle prestazioni e sul gioco personalizzato nel tempo attraverso un algoritmo di apprendimento di rinforzo (si veda link).
Anche se il contenuto del gioco si concentrava sugli aspetti matematici, lo scopo principale era insegnare ai bambini le abilità sociali fondamentali attraverso le loro interazioni con il robot, come prendere il turno (è il mio turno o il turno del robot di parlare?), stabilire il contatto visivo (si guarda il robot quando parlo?). Per ogni intervento, un terapista comportamentale ha valutato le abilità sociali del bambino prima e dopo, convalidando l’approccio per migliorarle.
“I bambini hanno bisogno di apprendere in un ambiente sociale”, afferma Mataric. “Ma i bambini con autismo non riescono a farlo. Il robot cambia tutto”. Molti bambini hanno imparato a interagire con il robot come con un amico e hanno migliorato la loro empatia nei confronti di altri coetanei. Sono diventati più coinvolti emotivamente nei confronti dei fratelli e dei genitori, confermando la premessa che i robot migliorano e non sostituiscono le relazioni esistenti. Questi risultati sono stati pubblicati in un precedente documento.
L’ambiente domestico si è rivelato più complesso di quanto inizialmente previsto dai ricercatori. Talvolta i partecipanti hanno danneggiato accidentalmente il robot o spostato la videocamera, rendendo i dati raccolti di difficile lettura. Spesso, anche i fratelli dei bambini autistici volevano giocare da soli, aggiungendo maggiore complessità all’analisi.
Ma l’ambiente realistico ha anche offerto ai ricercatori una visione olistica su come progettare i robot per intervenire con più efficacia. Hanno scoperto, per esempio, che col passare del tempo tutti i bambini tendono ad allontanarsi dal robot, il che alla fine ha motivato l’ultimo studio di “Science Robotics”.
“Questo dato aiuta a dimostrare la positività dell’uso di robot socialmente interattivi per i bambini con bisogni speciali”, afferma Ayanna Howard, professoressa della Georgia Tech che studia anche gli effetti terapeutici dei robot per i bambini autistici.
Il team di Mataric sta inoltre esaminando la quantità minima di dati richiesta per addestrare gli algoritmi di apprendimento automatico del robot, al fine di proteggere la privacy. La speranza è che tali robot sociali diventino compagni terapeutici accessibili e personalizzati per i bambini autistici, permettendo loro di ricevere terapie più complete e favorire il loro sviluppo.
Immagine: National Science Foundation
(rp)
