Σχεδίαση και ανάπτυξη ρομπότ κοινωνικής αρωγής, κατάλληλου για ρόλο διαμεσολαβητή σε παιδιά με διαταραχές στην ανάπτυξη κοινωνικών δεξιοτήτων: εφαρμογή σε δραστηριότητες με παιδιά φάσματος αυτισμού

Abstract

Independent studies in different contexts show that interventions with socially assistive robots could help children with Autism Spectrum Disorders (ASD) to engage in activities that require collaboration and communication skills. Despite the confirmed positive effect of robots on children with ASD, modern, extensive reviews recognize the need to create a). a social assistive robot, which will be designed and developed to meet the characteristics of children with ASD and b). a method that will utilize the mediating role of robots in order to improve, maintain and generalize the social skills of children with ASD.This doctorate attempted to meet this need by designing, developing and evaluating the socially assistive robot Daisy and by developing and evaluating the ARRoW method. The design of the method was based on the theories related to Autism Spectrum Disorders, inclusion strategies and how those can be implemented through a socially assistive robot. The ARRoW method consists of five distinct steps. Through their implementation, the child is strengthened in terms of improving, maintaining and generalizing his social skills. The structural elements, the steps that make up the method, and its correlation with the theories of autism are presented in detail. The Daisy robot was designed and built to meet the demands and heterogeneity of the autism spectrum. The usability of the robot was evaluated by the method of Cognitive Walkthrough and Heuristic evaluation, in which experts in the fields involved (special education teachers, educators of technology, engineers, programmers, graphic designers, etc.) participated. Also, a pilot application was carried out to evaluate the applicability of the robot's functions, regarding the implemented scenarios of the method and the suitability of the material, so as to meet the objectives of the final application. The ARRoW method was applied by the Daisy robot and the children's performance was checked at the baseline (initial assessment), at the end of the intervention (5th step of the ARRoW method) and after the intervention at a final and two Follow up evaluation. All children improved their performance compared to the initial evaluation, in all evaluations that followed the intervention, but also during the mid-term evaluation (5th method’s step). The security and the high levels of interest they felt during the interaction with Daisy, motivated them to develop a functional speech and gradually promoted communication with their teammates. The results of the research show great coherence among children. Even if the small sample does not allow generalization of the results, this is a first validation, which creates high expectations for the findings that will result from the application to a larger sample.

Ανεξάρτητες μελέτες σε διαφορετικά πλαίσια υλοποίησης δείχνουν ότι οι παρεμβάσεις με τα ρομπότ κοινωνικής αρωγής θα μπορούσαν να βοηθήσουν τα παιδιά με Διαταραχές στο Φάσμα του Αυτισμού, προκειμένου να συμμετάσχουν σε δραστηριότητες οι οποίες απαιτούν συνεργασία και δεξιότητες επικοινωνίας. Παρά την επιβεβαιωμένη θετική επίδραση των ρομπότ σε παιδιά με ΔΦΑ, σύγχρονες, εκτενείς ανασκοπήσεις αναγνωρίζουν την ανάγκη για τη δημιουργία α. ενός ρομπότ κοινωνικής αρωγής, το οποίο θα σχεδιαστεί και θα αναπτυχθεί, ώστε να ανταποκρίνεται στα χαρακτηριστικά παιδιών με ΔΦΑ και β. μίας μεθόδου η οποία θα αξιοποιεί το διαμεσολαβητικό ρόλο των ρομπότ με στόχο τη βελτίωση, τη διατήρηση και τη γενίκευση των κοινωνικών δεξιοτήτων παιδιών με ΔΦΑ. Το διδακτορικό αυτό επιχείρησε να ανταποκριθεί στην εν λόγω ανάγκη, με τον σχεδιασμό, την ανάπτυξη και την αξιολόγηση του ρομπότ κοινωνικής αρωγής Μαργαρίτα, καθώς και με τη δημιουργία της συστηματικής μεθόδου ARRoW. Ο σχεδιασμός της μεθόδου στηρίχτηκε στις θεωρίες που αναφέρονται στις Διαταραχές του Φάσματος του Αυτισμού, σε στρατηγικές συμπερίληψης και στον τρόπο με τον οποίο αυτές μπορούν να έχουν εφαρμογή μέσω ενός ρομπότ κοινωνικής αρωγής. Η μέθοδος ARRoW έχει πέντε διακριτά βήματα εφαρμογής. Μέσω της υλοποίησής τους, το παιδί ενισχύεται ως προς τη βελτίωση, τη διατήρηση και τη γενίκευση των κοινωνικών του δεξιοτήτων. Παρουσιάζονται αναλυτικά τα δομικά στοιχεία, τα βήματα που αποτελούν τη μέθοδο, και η συσχέτισή της με τις θεωρίες του αυτισμού. Το ρομπότ Μαργαρίτα σχεδιάστηκε και κατασκευάστηκε ώστε να ανταποκρίνεται στις απαιτήσεις και την ετερογένεια του φάσματος του αυτισμού. Αξιολογήθηκε η ευχρηστία του ρομπότ με τη μέθοδο της Γνωστικής Περιδιάβασης και της Ευρετικής αξιολόγησης, στις οποίες συμμετείχαν ειδικοί των εμπλεκόμενων πεδίων (εκπαιδευτικοί ειδικής αγωγής, εκπαιδευτικής τεχνολογίας, μηχανικοί, προγραμματιστές, γραφίστες, κτλ.). Επίσης, πραγματοποιήθηκε πιλοτική εφαρμογή για την αξιολόγηση της εφαρμοσιμότητας των λειτουργιών του ρομπότ, αναφορικά με τα σενάρια υλοποίησης της μεθόδου και της καταλληλότητας του υλικού για την προσέγγιση των στόχων της τελικής εφαρμογής. Η μέθοδος ARRoW εφαρμόστηκε μέσω του ρομπότ Μαργαρίτα και οι επιδόσεις των παιδιών ελέγχθηκαν στη γραμμή βάσης (αρχική αξιολόγηση), στο τέλος της παρέμβασης (5ο βήμα μεθόδου ARRoW) και μετά την παρέμβαση κατά την τελική και τις δύο Follow up αξιολογήσεις. Όλα τα παιδιά είχαν βελτιωμένες επιδόσεις σε σχέση με την αρχική αξιολόγηση, σε όλες τις αξιολογήσεις που ακολούθησαν της παρέμβασης, αλλά και κατά την ενδιάμεση αξιολόγηση (5ο βήμα μεθόδου). Η ασφάλεια και το ενδιαφέρον που ένοιωσαν κατά την αλληλεπίδραση με τη Μαργαρίτα, τα κινητοποίησε να αναπτύξουν λειτουργικό λόγο και προώθησε σταδιακά και ομαλά την επικοινωνία με τους συμπαίκτες τους. Μάλιστα, κατά την ενδιάμεση αξιολόγηση και όσο το ρομπότ ήταν ακόμα παρόν (αν και αδρανές), τα παιδιά έδειξαν τη μεγαλύτερη κινητοποίηση από τις υπόλοιπες αξιολογήσεις για συμμετοχή σε δραστηριότητες λεκτικής επικοινωνίας και παιχνίδια. Τα αποτελέσματα της έρευνας παρουσιάζουν μεγάλη συνοχή μεταξύ των παιδιών. Ακόμα και αν το μικρό δείγμα δεν επιτρέπει γενίκευση των αποτελεσμάτων, πρόκειται για μία πρώτη επικύρωση, που δημιουργεί υψηλές προσδοκίες για τα ευρήματα που θα προκύψουν από την εφαρμογή σε μεγαλύτερο δείγμα.