自閉症児童のための革新的なアプリ「ロボットパートナー」

Shumeng HouとHuicong Huによる感情と社会スキルの向上を目指す設計

「ロボットパートナー」は、4歳から6歳までの自閉症児童の社会的・感情的スキルを向上させることを目指したトレーニング用のモバイルアプリです。過去の研究では、自閉症児童は現実世界で人々と交流するよりも、ロボットとコミュニケーションを取ることに興味を示すことが分かっています。そのため、本設計では、自閉症児童がトレーニング活動に参加するためのガイドとして、ロボットの仮想キャラクターが作成されました。

このアプリは、自閉症児童の社会的・感情的スキルの体系的な介入プログラムに基づいて設計されました。この介入プログラムは、設計チームの一員である研究者の国家研究プロジェクトの研究結果に基づいて開発されました。このプロジェクトでは、自閉症児童がロボットと相互作用する際に、人間と相互作用する際と比較して、前頭皮質の活性化に顕著な違いが見られました。これは、自閉症児童が人間と比較してロボットとの社会的相互作用に対してより敏感であることを示しており、これは感情に関連する皮質の活性化に現れています。したがって、ロボットパートナーによって提供されるトレーニングは、自閉症児童の社会スキルを向上させる効果が大きい可能性があります。

具体的には、多くの研究が示しているように、自閉症スペクトラム障害（ASD）児童の主な症状は、社会的相互作用スキルとコミュニケーションスキルの欠如です。彼らは他の人々と同じ感情や興味を共有することが困難です。このため、ロボットパートナー「小昭」は、言語とジェスチャー、感情、社会的相互作用の3つのモジュールで構成されています。これらのモジュールは、ロボットパートナー「小昭」と自閉症児童との間で一般的な社会的対話とジェスチャー、感情表現、包括的な社会的コミュニケーションに基づいたトレーニングを支援します。

さらに、自閉症児童の色や音、ロボットの外観に対する好みに関する最新の研究結果も、ロボットやアプリのフレームワークの設計時に採用されました。例えば、早期の研究では、自閉症児童は青、緑、茶色の色彩を好むことが示されています。そのため、これらの色はロボット「小昭」のデザインの主要な色として選ばれました。

このアプリはiOSシステム向けに設計されています。

本アプリは、設計者の2つの研究プロジェクトに基づいて設計されました。一つは中国の国家教育省の人文社会科学基金によって支援された介入研究で、もう一つは深セン自然科学基金によって支援された神経イメージング研究です。具体的には、脳イメージング研究プロジェクトでは、45人の自閉症児童がロボットと相互作用する際の非典型的な興味に関する神経科学的証拠を探求することを目指しています。これは、トレーニングアプリにロボットのイメージを開発する理論的基盤です。もう一つの介入研究では、社会的相互作用の場面で自閉症児童の社会的感情スキルを訓練するための体系的なコンピュータベースの訓練プログラムを開発しました。自閉症児童は、言語とジェスチャーの認識と模倣、感情の認識と模倣、応用訓練の3つの段階の訓練を経ています。また、2ヶ月間の訓練前後の社会的感情のパフォーマンスを比較しました。全体の訓練システムが完成した後、30人の自閉症児童の言語とジェスチャーのスキルが大幅に向上しました。さらに、社会的応答性尺度（Constantino and Gruber, 2005）のスコアも上昇し、これは自閉症児童の社会的感情的行動と反応が介入プログラムに参加した後に改善されたことを示しています。これらの研究プロジェクトと結果を合わせると、ロボットを用いた社会的感情訓練プログラムが自閉症児童のパフォーマンスを向上させる効果が高いことが科学的に示されています。

全体の設計プロセスにおいて、2つの課題と障害を克服しました。第一に、製品の対象ユーザーは特殊な若い子供たちであり、第二に、アプリプログラムに適用する前に訓練システムの効果を保証する必要があります。したがって、一方で、訓練アプリの内容は専門的であり、上記の人々に適している必要があります。他方では、2ヶ月間の全体的な介入システムは、少なくとも30人の自閉症児童に実施され、その効果を確認する必要があります。私たちは、過去3年間の2つの研究プロジェクトに基づいて、上記の障害を解決しました。私たちのチームには、自閉症児童の神経生物学的特性と介入に関する研究の専門家がいます。2017年から、設計者は自閉症児童がロボットに対する非典型的な興味とその社会的感情スキルを向上させる介入技術に関する研究を2つ開発してきました。これらの研究結果を活用することで、私たちは自閉症児童が私たちが設計したロボットのイメージに人間のヘルパーよりも興味を持っていること、そしてそれがより良い訓練結果をもたらす可能性があることに自信を持つことができました。

「ロボットパートナー」は、4歳から6歳までの自閉症スペクトラム障害の子供たちの社会的・感情的スキルを向上させることを目指したトレーニング用のモバイルアプリです。早期の研究者たちは、現実世界で人々と交流するよりも、自閉症の子供たちはロボットとコミュニケーションを取ることにより興味を示すことが分かっています。これらの研究結果に基づいて、ロボットの仮想キャラクターが作成され、自閉症の子供たちがスピーチとジェスチャー、感情、社会的コミュニケーションの3つのモジュールで構成されるトレーニング活動に参加するためのガイドとなりました。

このデザインは、2021年のA' Education, Teaching Aid and Training Content Design Awardでアイアン賞を受賞しました。アイアンA'デザイン賞は、プロフェッショナルで産業の要求を満たし、業界のベストプラクティスと優れた技術特性を統合する、実用的で革新的な創造物に授与されます。彼らは満足感とポジティブな感情を提供し、より良い世界に貢献します。