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Présentation scientifique

DREAM est un projet financé par la CE qui livrera le robot-thérapie améliorée de prochaine génération (RET). Il développe les capacités interactives cliniquement pertinentes pour les robots sociaux qui peuvent fonctionner de manière autonome pour des périodes limitées, sous la supervision d'un psychothérapeute. RÊVE fournira également des directives de politique pour gouverner le déploiement éthique conforme des supervisé autonomie RET. Le noyau du robot DREAM RET est son modèle cognitif qui interprète les données sensorielles (mouvement du corps et l'apparence de l'émotion indices), utilise ces perceptions pour évaluer le comportement de l'enfant en apprenant à les mapper à des classes de comportement spécifique thérapeute, puis apprend à suivre ces comportements de l'enfant à des actions de robot approprié tel que spécifié par les thérapeutes.

En bref, les principaux défis abordés par le projet DREAM sont donc:

  • Stratégies d'interaction enfant-robot: nous nous concentrons sur les thérapies fondées sur des preuves appropriées pour améliorer les capacités d'interaction sociale. Le robot va aider le thérapeute dans l'enseignement de l'enfant des aptitudes sociales comme la prise de virage, l'imitation et l'attention conjointe.
  • Comportement social cognitive pour l'autonomie supervisée: Nous allons développer un nouveau contrôleur cognitive plate-forme indépendante basée sur les besoins de l'interaction sociale humaine, l'exploitation de la propension des gens à «combler les lacunes» dans l'interaction sociale en générant un comportement qui facilite l'interprétation par les enfants autistes .
  • Évaluation des comportements spécifiques aux enfants: Nous allons créer un modèle qui permet de suivre et quantifier les changements dans le comportement de l'enfant sur ​​la base de données sensorielles hors du corps ainsi que de fournir des comparaisons quantitatives interindividuelles pour aider thérapeute dans leurs tâches.
  • Fusion de données multi-sensorielle et l'interprétation pour l'aide au diagnostic: données multi-sensorielles seront utilisés pour fournir un soutien quantitatif pour le diagnostic et les soins / traitement de l'ASD, en remplacement de techniques à forte intensité de main-d'œuvre actuelle impliquant papier et un crayon, manuelle ou une analyse vidéo.
  • Éthique d'interaction homme-robot: Nous allons veiller à ce que la conception technique du robot est conforme aux normes éthiques, sociales et juridiques existantes. Nous nous adressons aussi de nouvelles questions éthiques et juridiques soulevées par le type particulier d'interaction qui émerge dans l'interaction entre les enfants et robots autonomes dans des contextes thérapeutiques.

Plates-formes robotiques

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La plate-forme expérimentale DREAM principale est le 58 cm de haut, 5 kg de robot humanoïde NAO développé par Aldebaran Robotics. NAO est à 25 degrés de liberté, robot équipé d'un riche réseau de capteurs: 2 caméras, 4 microphones directionnels, sonar télémètre, 2 IR émetteurs et récepteurs, une société d'inertie, 9 capteurs tactiles, et 8 capteurs de pression. NAO peut détecter et reconnaître des objets et des visages pré-tirés, reconnaître des mots et des phrases, et de localiser les sons dans l'espace. Il dispose de plusieurs dispositifs de communication, y compris des lumières LED, deux haut-parleurs haute fidélité, un synthétiseur vocal avec intonation et de la prononciation propre à la langue.

Le robot NAO a déjà été utilisé dans différentes expériences avec les enfants TSA 3,4,5. En raison de sa taille et l'apparence, NAO est particulièrement bien accueillie par les jeunes enfants, ils anthropomorphiser NAO et facilement engager dans les interactions sociales affectifs avec elle.

La plate-forme expérimentale deuxième DREAM est Probo, développé à la Vrije Universiteit Brussel. Ce robot a été conçu pour se concentrer sur la communication verbale et non-verbale, et agir comme une interface sociale en employant humaine comme les indices sociaux et les modalités de communication. Il est bien adapté pour cette tâche car il a une tête entièrement expressif et anthropomorphique. Avec 20 moteurs dans la tête, le robot est capable d'exprimer l'attention et les émotions à travers son regard et les expressions faciales. Afin de garantir une interaction physique sécuritaire entre le robot et les enfants, des systèmes d'actionnement conformes et une structure en couches avec de la mousse et de tissu sont mises en œuvre, contribuant à les aspects d'une interaction sûre, souple et "adorable". Une nouvelle version à bras actionnés, les mains et le corps et capable de geste, adapter la posture du corps et effectuer les compétences de base de manipulation est actuellement en construction. Cette version sera prête pour une utilisation dans le rêve d'ici la fin de l'année 2014.

Probo a également été précédemment utilisé avec les enfants TSA 6,7,8,9. Les résultats de ces études ont tous montré des résultats positifs. Dans toutes les études, le robot a été utilisé dans une configuration Magicien d'Oz.


3 Tapus, A., Peca, A., A. Aly, Pop, C., JISA, L., Pintea, S., Rusu, A. & David, D. (2012) «étude exploratoire: Children avec sensibilisation à l'autisme d'être imités par Nao Robot "1 ère Conférence internationale" Technologies pour l'autisme:. Outils, Tendances et Témoignages ".

4 Villano, M., Crowell, C, Wier, K., Tang, K., Thomas, B., Shea, N., Schmitt, L. & Diehl, J. (2011), Domer: un magicien d'oz interface pour l'utilisation de robots interactifs pour échafauder les compétences sociales pour les enfants atteints de troubles du spectre autistique, dans les «Actes de la conférence internationale sur la 6 ème homme-robot interaction», ACM, 279-280.

5 Belpaeme, T., Baxter, P., Read, R., Bois, R., Cuayahuitl, et al. (sous presse), "Enfant-Robot Interaction Multimodale: liens sociaux bâtiment". Journal of Human-Robot Interaction.

6 Saldien, J., Goris, K., Vanderborght, B., Vanderfaeillie, J. & Lefeber, D. (2010), "exprimer des émotions avec le robot Probo sociale." International Journal of Social Robotics 2 (4), 377 -389.

7 Vanderborght, B., Simout, R., Saldien, J., Pop, C, Rusu, A., Pintea, S., Lefeber, D., et David, D. (2012) «Utilisation du Probo robot sociale comme agent social de raconter des histoires pour les enfants atteints de TSA, «études d'interaction, 13 (3), 348-372 (25).

8 Pop, C, Simout, R., Pintea, S., Saldien, J., Rusu, A., Vanderfaeillie, J., David, D., Lefeber, D. & Vanderborght, B. (à l'étude), «Identifier les émotions fonction de la situation à l'aide du robot Probo social: Une étude de cas dans les troubles du spectre autistique. 'Conférence internationale sur les technologies innovantes pour troubles du spectre autistique. ASD: Outils, Tendances et Témoignages.

9 Simout, R., Pop, C, Vanderfaeillie, J., Lefeber, D., & Vanderborght B. (2012). Tendances et avenir de robots sociaux pour les thérapies des TSA: potentiel et les limites de l'interaction Conférence internationale sur les technologies innovantes pour troubles du spectre autistique.. ASD: Outils, Tendances et Témoignages.

 

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Université d'été sur Human-Robot Interaction sociale

La 2e École internationale d'été sur la social-Robot Interaction humaine accueille des doctorants et jeunes chercheurs pour cinq jours intensifs de conférences et ateliers couvrant un large éventail de sujets dans HRI sociale.

L'école d'été aura un vaste programme de conférences, des discussions et des mains sur des ateliers sur des sujets tels que le traitement de signal social, la robotique et l'autisme, l'interaction enfant-robot, communication multi-modale, l'interaction en langage naturel, des environnements intelligents, le robot assistée thérapie, design d'interaction pour les robots, les outils et les technologies, et de l'éthique. L'école est pour les participants qui cherchent un fond et de l'expérience pratique dans la science et la technologie interdisciplinaire soutenir les interactions homme-robot sociale.

Pour plus d'informations: http://www.hrisummerschool.org/

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Therapy Room

Capteurs de vision fournissent un cadre naturel, manière sans contact, dégagée de l'enregistrement, le suivi et l'analyse des comportements quotidiens des gens atteints de TSA, par exemple, par l'analyse des mouvements du visage-tête de personnes autistes 1 ainsi que du regard. Ces repères visuels sont importants parce que les enfants atteints de TSA ont généralement un certain nombre de comportements visuels atypiques et des stratégies de visualisation, tels que la réduction regard vers les yeux et la préférence pour la bouche 2.

Étant donné que plaçant des capteurs sur les enfants peuvent entraver la thérapie, DREAMwill utiliser des capteurs RVB-D comme le Kinect de Microsoft ® plutôt que d'employer portables dispositifs de suivi de mouvement de haute précision, avec des mesures d'adaptation et de logiciel d'analyse de comportement. Ceux-ci seront complétées par des techniques de données fusion multi-capteurs. Touchez capteurs et RFID sera éventuellement considérée pour capturer des informations liées à l'environnement.


1 Madsen, M. El Kaliouby, R., Goodwin, M. & Picard, R. (2008), "la technologie pour juste-à-temps in-situ de l'apprentissage du visage affecte aux personnes atteintes d'un trouble du spectre de l'autisme», dans: «Actes de la 10e conférence internationale ACM SIGACCESS sur les ordinateurs et l'accessibilité», ACM, 19-26.

2 Bird, G., Catmur, C, Silani, G., Frith, C. & Frith, U. (2006), «Attention, ne pas moduler les réponses de neurones aux stimuli sociaux dans les troubles du spectre autistique", Neuroimage 31 (4) , 1614-1624.

 

 

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Consortium

  Université de Sk de la VDE (HIS): Prof. Tom Ziemke, Prof. David Vernon, Dr. Serge Thill, Dr. Paul Hemeren et Dr. Facturation Erik.
  Vrije Universiteit Brussel (VUB): Prof. Bram Vanderborght, Prof. Dirk Lefeber, Dr. Pablo Gómez, Greet Van de Perre, Ramona Simout, Hoang Long Cao et Albert De Beir.
  Universitatea Babes-Bolyai   (UBB): Prof. Daniel David, Prof. Aurora Szentagotai, Dr. Anca Dobrean, Dr. Silviu Matu et Dr. Cristina Costescu.
  Université de Plymouth (PLYM): Prof. Tony Belpaeme, Prof. Angelo Cangelosi, Dr. Paul Baxter, Emmanuel Senft et James Kennedy.
  Université de Portsmouth (Port): Prof. Honghai Liu, Dr. Zhaojie Ju et Dr. Hui Yu.
  De Montfort University (DMU): Prof. Mark Coeckelberghe et le Dr Kathleen Richardson.
  Aldebaran Robotics (ALD): Dr Olivier Joubert, Rodolphe Gelin, Céline Boudier, Petra Koudelkova et Jessica Eichberg.

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Comment fonctionne la RAT

 

13 août 2014

Le scénario prototypique, qui sera utilisé pour guider RÊVE, est illustrée par l'image sur la gauche, dans laquelle la jeune fille reçoit un traitement de Probo, l'une des plateformes robotiques pour être utilisé dans le rêve. À l'âge de quatre ans, la jeune fille a été diagnostiqué avec TSA par un psychologue clinique utilisant le Diagnostic Observation Schedule autisme (générique ADOS-G), et l'Autism Diagnostic Interview (ADI-R).

Elle a participé à des expériences avec des robots et les thérapeutes ont été surpris par la réactivité positive de l'enfant à l'interaction avec le robot. Les expériences ont montré une amélioration des résultats par rapport aux situations dans lesquelles un homme a donné une intervention similaire. Le problème majeur était que la procédure impliquant le robot était coûteux, car le robot devait être exploité par une personne supplémentaire. Le robot n'a pas été en mesure d'enregistrer la performance dans la thérapie et les ressources de temps afin supplémentaires étaient nécessaires après l'intervention.

En conséquence du projet DREAM, le robot ne sera plus besoin d'un opérateur humain séparé. La charge de travail du thérapeute sera également réduit puisque de grandes parties de l'intervention peuvent être prises par le robot et un ensemble de caméras, par exemple, surveiller et enregistrer le comportement de l'enfant, l'accaparement de retour l'attention de l'enfant quand désintéressée et l'adaptation entre niveaux d'intervention, permettant le thérapeute pour superviser différents enfants et de planifier l'intervention requise pour chaque enfant sur une base individuelle. En outre, les parents recevront des rapports réguliers avec des mesures objectives concernant les progrès de l'enfant, qui peut ensuite être discuté avec le thérapeute pour répondre à ces préoccupations.

La configuration typique pour les expériences sera comme dans la figure suivante où l'enfant est assis sur les genoux du thérapeute avec le robot en face d'elle / lui. Il y aurait plusieurs objets sur la table et de photos sur les murs pour jouer à des jeux. Plusieurs caméras placées autour de la salle seront mis en place pour capturer l'interaction de différents points de vue.

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Problèmes éthiques

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13 août 2014

Problèmes éthiques

L'utilisation de robots dans des contextes thérapeutiques soulève plusieurs questions éthiques. Par exemple, il ya des questions concernant la vie privée et protection des données. Qu'est-ce qui se passe avec les données recueillies par le robot? Sont-ils stockés? Qui les utilise? Il ya aussi des problèmes soulevés par l'autonomie accrue du robot et l'interaction enfant-robot de. Combien et quel genre de comportement autonome devrait l'exposition de robot? Autrement dit, dans quelle mesure l'interaction robot enfant devrait être supervisée et contrôlée par le thérapeute? Les parents peuvent faire confiance à leur enfant "dans les mains du robot»? Sont les préférences et les intérêts de l'enfant suffisamment pris en compte? Quel genre d'interaction que le robot devrait encourager? La partie «éthique» de DREAM abordera ces questions éthiques en faisant en sorte que toutes les contraintes éthiques connus pertinentes et les lois existantes sont mises en œuvre dans le processus de conception, en examinant de nouvelles questions éthiques spécifiques soulevées par l'interaction enfant-robot, et en enquêtant si et comment nous pouvons construire des contraintes éthiques dans le niveau du robot méta-cognition. Grâce à une étroite collaboration entre les chercheurs techniques et éthiques et les praticiens de TSA, le projet intégrera la technologie de l'éthique et des pratiques de la thérapie clinique. Il contribuera également de manière significative à la recherche et à la réflexion sur l'éthique et l'éthique de l'interaction homme-robot de robots.

 

Quel est RAT / RET?

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13 août 2014

Quel est RAT / RET?

Dans les interventions cliniques, le transfert de compétences de thérapeute pour enfants atteints de troubles du spectre autistique (TSA) des avantages de l'inclusion des objets expressifs tels que des marionnettes et des personnages animés. Agents robotiques bien conçus se sont avérées particulièrement efficaces et deviennent un outil de plus en plus important pour la médiation entre les thérapeutes et les enfants autistes dans la thérapie assistée par robot (RAT). Cependant, les interventions thérapeutiques nécessitent d'importantes ressources humaines pour des périodes prolongées. Par conséquent, pour faire une différence significative, robots thérapeutiques besoin d'avoir un plus grand degré d'autonomie que les systèmes télécommandés actuelles. En outre, ils doivent agir sur plus que les mouvements directement observables de l'enfant parce que les émotions et les intentions sont encore plus importants pour la sélection des réponses thérapeutiques efficaces. La prochaine génération de RAT, que nous appelons en tant que thérapie de robot amélioré (RET), sera en mesure de déduire disposition psychologique des enfants autistes et d'évaluer leur comportement afin de sélectionner des actions thérapeutiques. Puisque les enfants nécessitent un traitement adapté aux besoins individuels robots RET fourniront aussi. Poussé par des thérapeutes, RÊVE livrera RET de prochaine génération, le développement des capacités interactives cliniques pour l'autonomie supervisée robots thérapeutiques; robots qui peuvent fonctionner de manière autonome pour des périodes limitées, sous la supervision d'un thérapeute. Le robot de REVE également fonctionner comme un outil de diagnostic en recueillant des données cliniques au cours du traitement. Il fonctionnera en vertu des règles éthiques strictes et le projet DREAM fournira des lignes directrices de la politique pour gouverner le déploiement éthique conforme des supervisé autonomie RET.

Sans titre 10Nos Robots

NAO est le robot le plus largement utilisé dans l'éducation et la recherche, étant le robot officiel du tournoi RoboCup. Il est utilisé dans des cours d'informatique et de sciences, de l'école primaire à l'université, dans plus de 70 pays. Il a également son impact sur les communautés de développeurs, qui le reconnaissent comme un média puissant et expressif pour créer des applications.

L'ASK NAO initiative (Solution autisme pour les enfants) est un programme créé par Aldebaran Robotics à personnaliser NAO pour soutenir les enseignants des tâches en classe et aider les enfants atteints de TSA.

Probo est un type d'animal imaginaire avec une identité propre, y compris un nom, une histoire, et les amis et la famille.

Le nom Probo est dérivé du mot proboscidea. Proboscidea est un ordre animal contenant maintenant une seule famille d'animaux vivants, "les éléphants", avec trois espèces (éléphant africain de Bush, éléphant de forêt, et l'éléphant d'Asie). Pendant la période de la dernière ère glaciaire, il y avait plus, désormais espèces éteintes, y compris un certain nombre d'espèces de mammouths et mastodontes éléphant-comme.

Probo a une apparence très "adorable", un tronc attractif, les oreilles, les yeux animés, les sourcils, les paupières, la bouche, le cou, et un écran de ventre interactive. Les mécanismes internes du robot sont placés à l'intérieur d'un boîtier en plastique et recouvertes d'une couche de mousse et une fourrure veste amovible, de telle manière que Probo ressemble et se sent comme un animal en peluche. La couleur du robot est vert, évoquant principalement des émotions positives telles que la relaxation et le confort.

Environnement intelligent

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27 août 2014

Environnement intelligent

L'environnement intelligent augmenter les capacités sensorielles du robot, lui fournissant des informations qui auraient autrement exigé capacités perceptives et cognitives très avancées. Pareil objectif sera atteint grâce à des capteurs hors-corps, puisque les enfants atteints de TSA ne aiment pas avoir à porter des capteurs, en particulier ceux qui peuvent agiter la lourdeur de leur peau sensible. Afin de faciliter la complexité de la tâche de détection et fusion de données, la salle de thérapie traditionnelle a été transformée en un environnement spatial intelligent avec un ensemble de capteurs supplémentaires qui fournissent des informations. Nous ne considérons que les petits capteurs portables discrets, si tout le reste échoue.

Un système multi-caméras roman capable de capturer les mouvements et les interactions enfant avec le robot et le thérapeute sera conçu. Ce système se compose de plusieurs caméras Kinect de Microsoft ® et des caméras haute résolution répartis sur la chambre pour couvrir devrait emplacements (physiques) des mouvements de l'enfant et les expressions faciales; certaines caméras disposées autour de la table entre l'enfant et le robot sociale pour capturer l'interaction; et les caméras dans le robot lui-même. Ce système d'enregistrement multi-caméra sera caché dans la mesure où cela est techniquement possible.

 

À propos de nous

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13 août 2014

À propos de nous

DREAM est un projet financé par la Commission européenne et développé par sept partenaires différents:

    • Université de Sk de la VDE (HIS): SA est le partenaire de coordination et contribue expertise dans les architectures cognitives, cognition incarnée et l'interaction sociale. L'équipe SA est responsable des colis de travail traitant de l'intégration des systèmes, ainsi que l'évaluation des comportements des enfants et des états mentaux.
    • Vrije Universiteit Brussel (VUB): Ceci est une université belge située à Bruxelles. VUB a conçu et construit le robot Probo. VUB a davantage d'expérience avec les architectures cognitives et des expériences avec des enfants autistes. Ils sont responsables de développer certains des modules de l'architecture cognitive.
    • Universitatea Babes-Bolyai (UBB): UBB est l'un des établissements les plus prestigieux et le plus ancien éducatives et scientifiques en Roumanie. Les chercheurs et les psychologues de cette université ont une expertise dans la gestion des essais cliniques et fourniront des informations sur les thérapies psychologiques pour être mises en œuvre dans les robots, et sur les protocoles d'intervention et de diagnostic.
    • Université de Plymouth (PLYM): PLYM collaborera avec VUB à développer l'architecture cognitive des robots. PLYM a de l'expérience dans le développement de mécanismes de sélection d'action inspirés de la biologie à l'aide de la mémoire comme le mécanisme central pour régir le comportement autonome.
    • Université de Portsmouth (Port): L'environnement intelligent sera conçu et mis en œuvre par cette université britannique. Ils ont une grande expérience en multi-sensorielle de fusion de données, en particulier de détection et d'analyse pour les systèmes multi-caméras.
    • De Montfort University (DMU): Dans un projet qui rassemble des enfants et des robots dans un contexte thérapeutique, il est crucial de tenir compte de toutes les questions éthiques qu'elle soulève. DMU à Leicester, Royaume-Uni est responsable de ces questions.
    • Aldebaran Robotics (ALD): Cette société française conçoit, développe, fabrique, et commercialise des robots humanoïdes, comme NAO, et leur logiciel de contrôle correspondant. Ils ont aussi une certaine expérience dans des expériences avec les enfants TSA.