研究:社交机器人可以使住院的儿童受益

一项新的研究首次表明,在医院儿科病房举行的支持会议中使用的“社交机器人”可以让患病儿童产生更积极的情绪。

许多医院在儿科病房设有干预措施,儿童生活专家将向住院儿童提供临床干预措施,以提供发展和应对支持。这包括游戏,准备,教育和行为分心的日常医疗护理,以及之前,期间和之后的困难的程序。传统的干预措施包括治疗性医疗游戏和通过艺术和手工艺、游戏和庆祝等活动使环境正常化。

这项研究发表在今天的《儿科学》杂志上,来自麻省理工学院媒体实验室、波士顿儿童医院和东北大学的研究人员在波士顿儿童医院的几个儿科病房里安置了一个名为“抱抱熊”的机器人泰迪熊。50多名住院儿童被随机分成三组,分别是可拥抱的、基于平板电脑的虚拟拥抱的和传统的毛绒泰迪熊。总的来说,与其他两种选择相比,Huggable改善了患者的各种预后。 

该研究初步证明了将Huggable整合到干预措施中的可行性。但研究结果也表明,总的来说,与拥抱玩具玩耍的孩子会体验到更积极的情绪。他们也下了床,四处走动,与机器人产生了情感上的联系,问它一些私人问题,并邀请它晚些时候回来见他们的家人。研究人员在研究报告中写道:“这些情绪、身体和语言方面的改善都是积极因素,有助于住院儿童更好更快地康复。”

研究人员说,尽管这只是一个小研究,但它是第一个在现实世界中以患病儿童为住院儿童的环境中探索社交机器人的研究。其他的研究是在实验室进行的,很少对儿童进行研究,或者是在没有任何病人身份证明的公共场所进行的。

但研究人员强调,Huggable的设计只是为了帮助医疗保健专家,而不是取代他们。“它是一个伴侣,”合著者辛西娅•布雷齐尔(Cynthia Breazeal)说。她是媒体艺术与科学副教授,也是个人机器人小组的创始董事。“我们的团队以团队成员的心态设计技术。我们不仅仅关注儿童与机器人的互动。这是为了(帮助)专家和家长,因为我们希望技术能够支持每一个投资于高质量儿童护理的人。”

“儿童生活中心的工作人员提供了大量的人际互动,帮助医院体验正常化,但他们不可能一直陪伴在每个孩子身边。社交机器人在一天中创造出一种更稳定的存在感,”第一作者、波士顿儿童医院(Boston Children’s Hospital)的儿科心理学家迪尔德雷•洛根(Deirdre Logan)补充道。“也可能有些孩子并不总是想和人交谈,如果身边有一个机器人毛绒玩具,他们的反应会更好。”知道我们能为那些可能对自己所经历的事情感到孤立或害怕的孩子提供什么样的支持是令人兴奋的。”

论文中加入布雷齐尔和洛根的是:个人机器人小组的博士生秀妍贞(Sooyeon Jeong);波士顿儿童医院的布里安娜·奥康奈尔、邓肯·史密斯·弗里德曼和彼得·温斯托克;东北大学的马修·古德温(Matthew Goodwin)和詹姆斯·希瑟斯(James Heathers)。

提振情绪

Huggable的原型最早出现在2006年,它是一只毛绒泰迪熊,屏幕上有动画眼睛。虽然最终的目标是让机器人完全自主,但目前它由一名专家在儿童房间外的大厅远程操作。通过定制软件,专家可以控制机器人的面部表情和身体动作,并引导它的视线。专家们还可以通过扬声器讲话——他们的声音会自动调到更高的音调,听起来更孩子气——并通过摄像头监控参与者。这个基于平板电脑的熊的化身有着相同的手势,而且也是远程操作的。

在涉及到拥抱的干预过程中——涉及3到10岁的孩子——专家会通过机器人给更小的孩子唱儿歌,并在歌曲中移动手臂。大一点的孩子会玩“我是间谍”的游戏,他们必须通过Huggable猜出专家描述的房间里有什么东西。 

通过自我报告和问卷调查,研究人员记录了患者和家人有多喜欢与Huggable互动。额外的问卷调查评估了患者的积极情绪,以及焦虑和感知的疼痛水平。研究人员还使用了安装在孩子房间里的摄像机来捕捉和分析说话模式,并使用软件将其描述为喜悦或悲伤。

更大比例的孩子和他们的父母报告说,孩子们更喜欢和抱抱熊一起玩,而不是和阿凡达或传统的泰迪熊一起玩。语音分析支持了这一结果,发现在机器人干预过程中,孩子们明显表现出更快乐的表情。此外,父母注意到他们的孩子感受到的疼痛程度较低。

研究人员指出,93%的患者完成了以拥抱为基础的干预措施,而且根据专家的意见,他们发现实际实施的障碍很少。

在之前的一篇基于同一研究的论文中发现,与其他两种方法相比,机器人似乎也促进了家庭对干预的更大参与,这从整体上改善了干预。“这些发现我们一开始并没有预料到,”Jeong说,他也是前一篇论文的作者之一。“我们没有告诉家人参加任何一个游戏环节——这是自然发生的。当机器人进来时,孩子、机器人和家长们都互动得更多,他们在玩游戏或介绍机器人。”

一个自动的,带回家的机器人

这项研究也为开发完全自主的可拥抱机器人提供了有价值的见解,这也是研究人员的最终目标。他们能够确定哪些物理手势使用得最多,哪些使用得最少,以及专家在未来的迭代中可能需要哪些特性。例如,Huggable可以在医生进入孩子的房间之前介绍他们,或者了解孩子的兴趣,并与专家分享这些信息。研究人员还可能给机器人配备计算机视觉,这样它就能探测到房间里的某些物体,并与孩子们谈论这些物体。

Breazeal说:“在这些早期研究中,我们获取数据……来围绕真实的用例场景进行思考,如果熊是自动化的,它需要做什么来提供高质量的护理标准。”

在未来,这种自动化机器人可以用来提高护理的连续性。孩子在医院就诊后会带一个机器人回家,以进一步支持参与、坚持护理方案和监测健康状况。

“我们想继续思考如何让机器人成为整个临床团队的一部分,帮助每一个人,”郑说。“当机器人回家时,我们想看到机器人监控孩子的进步。如果医生需要提前知道一些事情,机器人可以让医生知道,这样他们就不会对孩子的表现不佳感到惊讶。”

接下来,研究人员希望锁定哪些特定的患者群体可能从拥抱干预措施中获益最多。洛根说:“我们希望为需要这种额外支持的孩子找到最佳位置。”

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