با CARMEN، مخفف Cognitively Assistive Robot for Motivation and Neurorehabilitation آشنا شوید – یک ربات کوچک رومیزی که برای کمک به افراد مبتلا به اختلال شناختی خفیف (MCI) طراحی شده است تا مهارت‌هایی را برای بهبود حافظه، توجه و عملکرد اجرایی در خانه بیاموزند.
برخلاف دیگر روبات‌های موجود در این فضا، CARMEN توسط تیم تحقیقاتی UC San Diego با همکاری پزشکان، افراد مبتلا به MCI و شرکای مراقبت از آنها توسعه داده شد. تا آنجا که محققان می دانند، CARMEN تنها رباتی است که راهبردهای شناختی جبرانی را برای کمک به بهبود حافظه و عملکرد اجرایی آموزش می دهد.
لورل ریک، استاد علوم کامپیوتر و پزشکی اورژانس در دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو و نویسنده اصلی این کار، گفت: «ما می‌خواستیم مطمئن شویم که اختراعات معنی‌دار و کاربردی ارائه می‌کنیم.
https://www.youtube.com/watch?v=bGKA32TlVXM
MCI یک مرحله میانی بین پیری معمولی و زوال عقل است. بر حوزه های مختلف عملکرد شناختی از جمله حافظه، توجه و عملکرد اجرایی تأثیر می گذارد. حدود 20 درصد از افراد بالای 65 سال به این عارضه مبتلا هستند که هر ساله تا 15 درصد به زوال عقل پیشرفت می کنند. درمان‌های دارویی موجود نتوانسته‌اند این تکامل را کند یا از آن جلوگیری کنند، اما درمان‌های رفتاری ممکن است کمک کنند.
محققان CARMEN را برای ارائه یک سری تمرینات آموزشی شناختی ساده برنامه ریزی کردند. به عنوان مثال، ربات می تواند به شرکت کنندگان آموزش دهد که مکان های معمولی برای گذاشتن وسایل مهم مانند کلید ایجاد کنند. یا راهبردهای یادداشت برداری برای به خاطر سپردن چیزهای مهم را بیاموزید. CARMEN این کار را از طریق بازی ها و فعالیت های تعاملی انجام می دهد.
تیم تحقیقاتی CARMEN را با مجموعه ای مشخص از معیارها ایجاد کرد. مهم است که افراد بتوانند به طور مستقل و بدون نظارت پزشک یا محقق از ربات استفاده کنند. به همین دلیل، CARMEN مجبور بود بدون قطعات متحرک زیادی که نیاز به تعمیر و نگهداری دارند، پلاگین و بازی کند. ربات همچنین باید بتواند با دسترسی محدود به اینترنت کار کند، زیرا بسیاری از مردم به یک اتصال قابل اعتماد دسترسی ندارند. کارمن باید بتواند برای مدت طولانی کار کند. ربات همچنین باید بتواند به وضوح با کاربران ارتباط برقرار کند. ابراز همدردی و همدلی برای موقعیت یک فرد؛ و پس از انجام وظایف چالش برانگیز برای حفظ تعامل، استراحت ایجاد کنید.
محققان CARMEN را به مدت یک هفته در خانه‌های چندین فرد مبتلا به MCI مستقر کردند، که سپس با ربات کارهای متعددی را انجام دادند، مانند شناسایی مکان‌های معمولی برای ترک وسایل خانه تا گم نشوند و وظایف خود را در تقویم قرار دهند او فراموش نخواهد شد. محققان همچنین ربات را در خانه چندین پزشک با تجربه در کار با افراد مبتلا به MCI قرار دادند. هر دو گروه از شرکت کنندگان پرسشنامه ها و مصاحبه ها را قبل و بعد از استقرار یک هفته ای تکمیل کردند.
پس از یک هفته با CARMEN، شرکت‌کنندگان با MCI تلاش برای استراتژی‌ها و رفتارهایی را گزارش کردند که قبلاً آنها را غیرممکن کرده بودند. همه شرکت کنندگان گزارش دادند که استفاده از ربات آسان است. دو نفر از سه شرکت‌کننده متوجه شدند که فعالیت‌ها به راحتی قابل درک است، اما یک کاربر با مشکل مواجه شد. همه گفتند که خواهان تعامل بیشتر با ربات هستند.
محققان نوشتند: “ما دریافتیم که CARMEN به شرکت کنندگان اعتماد به نفس برای استفاده از استراتژی های شناختی در زندگی روزمره خود داد و شرکت کنندگان فرصت هایی را برای CARMEN دیدند تا سطوح بالاتری از خودمختاری را نشان دهد یا برای کاربردهای دیگر استفاده شود.”
تیم تحقیقاتی یافته‌های خود را در کنفرانس ACM/IEEE Human Robot Interaction (HRI) در مارس 2024 ارائه کردند، جایی که نامزد جایزه بهترین مقاله شدند.
مراحل بعدی
مراحل بعدی شامل استقرار ربات در تعداد بیشتری از خانه ها است.
محققان همچنین قصد دارند به CARMEN امکان مکالمه با کاربران را با تاکید بر حفظ حریم خصوصی در هنگام وقوع این مکالمات بدهند. این هم یک مشکل دسترسی است (چون برخی از کاربران ممکن است مهارت های حرکتی ظریف لازم برای تعامل با صفحه لمسی CARMEN را نداشته باشند) و هم به این دلیل که اکثر مردم انتظار دارند که بتوانند با سیستم های خانه خود مکالمه داشته باشند. در عین حال، محققان می خواهند میزان اطلاعاتی را که CARMEN می تواند به کاربران ارائه دهد محدود کنند. Riek گفت: “ما می خواهیم در نظر داشته باشیم که کاربر هنوز باید بیشتر کار را انجام دهد، بنابراین ربات فقط می تواند کمک کند و توصیه های زیادی نمی کند.”
محققان همچنین در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه CARMEN ممکن است به کاربران با شرایط دیگر مانند ADHD کمک کند.
تیم UC San Diego CARMEN را بر اساس ربات FLEXI از دانشگاه واشنگتن ایجاد کرد. اما تغییرات قابل توجهی در سخت افزار آن ایجاد کردند و تمام نرم افزارهای آن را از ابتدا نوشتند. محققان از ROS برای سیستم عامل ربات استفاده کردند.
بسیاری از عناصر پروژه در دسترس هستند https://github.com/UCSD-RHC-Lab/CARMEN
CARMEN: یک ربات کمکی شناختی برای توانبخشی عصبی شخصی شده در خانه
آنیا بوزیدا*، آلیسا کوبوتا*، داگوبرتو کروز-ساندووال، الیزابت دبلیو تواملی، و لورل دی. ریک. 2024. CARMEN: یک ربات کمکی شناختی برای توانبخشی عصبی شخصی شده در خانه. در مجموعه مقالات کنفرانس بین المللی ACM/IEEE 2024 در مورد تعامل انسان و ربات (HRI ’24). انجمن ماشین‌های محاسباتی، نیویورک، نیویورک، ایالات متحده آمریکا، 55–64.
https://doi.org/10.1145/3610977.3634971
متصل
