行为疗法研究小组大吃一惊。他们一直试图让孩子不会分享。有着它独有的概念并不是在这个孩子的参照系。然后一个小型仿人机器人被添加到混合。几乎立刻,孩子是与它交互,说:“轮到你了,轮到你了。”
机器人专家Ayanna霍华德博士的声音轻柔,她这一刻回忆说:“临床医生的观察转向我,和她的眼睛就像,‘哦,我的天哪!你刚才看到了吗?的这些故事,让你说,“是的,我会继续这样做。我将继续这样做。”
什么霍华德博士,主席学校交互式计算在乔治亚理工学院,继续做的是找到方法来使用机器人来帮助孩子有行为或运动障碍。
Ayanna霍华德博士和研究生,金徐,设置NAO机器人。
“你正在使用的目标人群通常缺医少药,因此你真的有所作为的事情。它不像下一个大的小玩意,也许将有500亿人使用,但是如果他们没有它,它不会改变他们的生活。,可能只有1000个孩子谁将使用它,但是它显著地改变他们的生活。”
Ayanna博士霍华德,佐治亚理工学院。
霍华德博士对机器人的迷恋,回到她自己的童年,让她一个叫做人类/机器人交互的机器人是人类生活不可或缺的一部分。“人类和机器人一起在这个世界上,”她说。“这是一个线程运行通过我所有的研究。”
早在她的职业生涯中,霍华德博士感兴趣的是,在美国宇航局建筑智能空间探测器,可以模拟科学家的思维模式。她的研究进化成医疗机器人,她现在正专注于如何在算法中加入概念,比如信任和透明。霍华德博士,这是一个关键概念设计她所谓“服务机器人”,他们是否被用于自动驾驶汽车或为残疾儿童治疗的教练。
霍华德博士的研究利用来自软银NAO机器人机器人可以让孩子们在程序进行物理治疗。
研究生金徐设置NAO机器人在佐治亚理工学院实验室。
“父母理解的重要性,但他们通常没有时间和知识来监督。机器人可以提供指导、激励、反馈,同时创建一个与孩子使用他们。”
余博士陈,乔治亚州立大学
霍华德博士所赞同的。“孩子们习惯于技术。他们喜欢它,它是直观的,所以机器人属于这一类的技术。这是不同的,它的小说,但仍然直观,所以它不是一个不舒服的经验,说,‘这是什么?我应该做什么?就像‘哦,这是一个机器人,我舒服,我知道如何使用它,与它。’”
除了机器人,被测试的系统现在包括一个电视屏幕上的虚拟现实游戏,鼓励孩子使手臂运动流行泡沫。Kinect摄像头使用,所以孩子可以查看本人玩这个游戏。
当孩子玩游戏,国家审计署和孩子,提供反馈是否正确执行的操作。充分体现机器人还可以显示孩子的正确方式运动,由于3 d表示是更有意义的比《阿凡达》2 d的一个孩子。
机器学习教机器人
课本的一个关键方面的治疗是需要机器人来激励孩子继续练习。为了实现这一点,机器人必须学会如何治疗师激励和教练在治疗一个孩子。为此,霍华德博士的研究小组收集视觉数据(图片和视频)治疗。
计算机视觉是用于提取这些会话期间孩子在做什么。他们的肢体动作是什么,对应于不同的任务在治疗呢?可视化数据集还表明,临床医生与一个孩子当孩子完成了运动正确或错误。
数据集被用来教机器人适合与孩子互动的行为。使用机器学习的可视化数据集分类儿童和治疗师之间的交互。从这个,机器人学会如何应对各种疗法的场景和编程所需的反应来激励孩子再试一次。
研究小组目前正在训练NAO在情感识别实时播放。这将使它能够实时分析面部动作,以确定如果孩子变得无聊,疲惫,或心烦意乱,相应地调整游戏。这汇集了心理学的理解,机器学习的更深层次。
硬件是很困难的
“硬件是很困难的。我们使用软件模拟来测试算法在部署到硬件平台之前,机器人。根据算法和发展阶段,结合MATLAB仿真完成,露台,NAO接口。”
Ayanna博士霍华德,佐治亚理工学院。
模拟被用来回答这样的问题:什么是所需的关节运动学,让机器人做一个快乐的手势吗?霍华德博士的团队创建高效的原型软件,结合方面的重力,摩擦力,和环境。模拟使团队迅速重申如果不是正常工作。
“这很重要,因为它花费了大量的时间和发展方面的硬件可以打破的东西,所以你不想犯太多的错误。”
Ayanna博士霍华德,佐治亚理工学院。
计算机视觉是用于分析孩子的运动。
“我们可以看看模拟基线和改进,”霍华德博士说,“因为我们可以做到更快,没有恐惧。如果它不工作,它并不重要。我们只改变一个参数,再次运行仿真过夜。”
模拟使团队快速迭代的改进算法。霍华德博士说,“这样的优点是它可以让我们把事情做得更好、更快,因为我们不能必然建立机器人正常工作,第一次在一个价格点有意义。”
霍华德博士的团队依靠模拟测试算法在部署前机器人硬件。
每个孩子的机器人
现在,机器人被用于设置当治疗师。我们的目标是开发系统,因此它可以用于家庭治疗。
“我们还没有它完美,”霍华德博士说,“因为每个孩子都是独一无二的,特别的,每个人都以不同的方式相互作用,有一个稍微不同的响应。他们的运动形象略有不同。最大的挑战是,如何确保我们的机器人自适应足够,当我们把它带过来,它可以改变根据孩子的能力在那一刻我们正在与时间吗?如何创建我们的系统,以便它可以使用任何父母或医生,因为没有规范,当我们谈论一个孩子有特殊需要和使它足够简单和低成本,在接口方面,使用在家里?”
陈竺,毫无疑问可以满足这些挑战。“不管我问,霍华德博士可以让它发生,”她说。“作为一名医生,我有一个疯狂的想法。我希望孩子住得很远,他们可以玩游戏和我们可以从远处观察他们在做什么。无论我需要什么,我告诉她,她能做到这一点。这是最令人兴奋的部分。这是我的梦想成真。”
