Roboter als Teil der Therapie: Interaktive Strategien für Kinder mit eingeschränkten sozio-emotionalen Fähigkeiten

Emotionserkennung und Echtzeitfeedback in der Autismus-Therapie

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Das Verstehen und Aussenden von sozio-emotionalen Signalen wie z.B. Gesichtsausdruck und Intonation sind bei Kindern mit Autismus gestört. Der Einsatz von Robotern hat sich in der Therapie dieser Kinder als förderlich erwiesen, zum einen weil die Roboter von diesen Kindern als weniger komplex und damit vorhersehbarer und weniger angsteinflößend wahrgenommen werden, zum anderen weil autistische Kinder häufig auch großes Interesse und viele Stärken im technischen Bereich aufweisen. Diese Tatsache soll im Forschungsprojekt »ERIK« genutzt werden, um durch Funktionen wie Emotionserkennung und Echtzeitfeedback eine reale sozio-emotionale Interaktion zwischen autistischem Kind und Roboter zu ermöglichen und so einen innovativen therapeutischen Ansatz zu schaffen.

Das Ziel: Entwicklung einer interaktiven Roboterplattform für Therapiezwecke

Im Forschungsprojekt »ERIK« wird eine Roboterplattform entwickelt, die neue Interaktionsstrategien in der Therapie von Kindern mit eingeschränkten sozio-emotionalen Fähigkeiten erlaubt. Im Gegensatz zu bisherigen therapeutischen Ansätzen soll die Roboterplattform in der Lage sein, auf der Basis von Mimik, Sprache und Puls des Kindes dessen Emotionen zu erkennen und ein Echtzeitfeedback zu generieren. So kann das Robotersystem das Kind dabei unterstützen, die Emotionen seines Gegenübers selbst richtig zu erkennen und darzustellen und so die sozio-emotionalen Kompetenzen des autistischen Kindes steigern. Durch die offene Gestaltung der Schnittstellen der Roboterplattform kann das Therapiekonzept auch an die Bedürfnisse von Demenzpatienten oder Patienten mit geistigen Behinderungen angepasst werden und ermöglicht so einen breiten Einsatzbereich.

Zeitnahe Evaluation der Lernziele und Interaktionsstrategien für ein funktionierendes System

An der technische Entwicklung des Robotersystems und seiner Komponenten sind der Lehrstuhl für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS) der Friedriech-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg (Robotersystem), das Fraunhofer IIS (physiologische und videobasierte Emotionserkennung), die audEERING GmbH (sprachbasierte Emotionserkennung) sowie die ASTRUM IT GmbH (Auswertung und Aufbereitung der Interaktionsdaten) beteiligt. Parallel dazu konzipiert die Gruppe Social Cognition der Humboldt-Universität die Lernziele und Interaktionsstrategien der Roboterplattform und evaluiert die Roboterplattform in enger Zusammenarbeit mit der Fraunhofer-Arbeitsgruppe für Supply Chain Services SCS mit autistischen Kindern, Therapeuten, Ärzten und Angehörigen. Da die Evaluation mit den verschiedenen Gruppen projektbegleitend stattfindet, können die Ergebnisse jeweils direkt in die weitere Entwicklung des Systems einfließen.

In einem ersten Schritt wurden sowohl auf technischer als auch auf medizinischer Seite nutzerzentrierte Anforderungsanalysen durchgeführt und ethische, rechtliche und soziale Aspekte des Robotersystems evaluiert. Durch eine frühzeitige Integration von erwachsenen Autisten, Eltern autistischer Kinder und Therapeuten im Rahmen von Interviews und Workshops konnte einerseits das geplante Vorhaben auf seine grundsätzliche Machbarkeit und Akzeptanz geprüft werden. Andererseits konnte wertvoller Input für die konkrete Ausgestaltung der Roboterplattform, die auf dem humanoiden Roboter Pepper basieren wird, und der Interaktionsszenarien gewonnen werden. Als nächste Schritte sind nun die Ausarbeitung der Interaktionsszenarien sowie deren Integration in das um sprach- und physiologische Emotionserkennung erweiterte Robotersystem geplant, die von nutzerzentrierten und iterativen Evaluationen begleitet werden.

Unsere Projektpartner

  • Humboldt Universität Berlin mit der Arbeitsgruppe Social Cognition an der Berlin School of Mind and Brain
  • Fraunhofer IIS mit seinen Bereichen SSE und Fraunhofer SCS
  • Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg mit dem Forschungsbereich Biomechatronik des Lehrstuhls für Fertigungsautomatisierung und Produktionssystematik (FAPS)
  • ASTRUM IT GmbH
  • audEERING GmbH
  • Innovationsmanufaktur GmbH

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