机器人玩具提供了婴儿发育的线索

劳伦·克莱因，计算机科学博士。南加州大学维特比工程学院的候选人，长期以来一直对解决医疗保健问题感兴趣。她最近的做法是：机器人美国南加州大学互动实验室的成员克莱因说：“我坚信，人-机器人互动是一个很有前途的未来医疗保健研究课题。”。

去年秋天，克莱因的研究团队在由计算社区联盟和施密特期货公司赞助的“CS为社会公益”白皮书竞赛中获奖。他们的论文，“早期检测和干预的计算方法”婴儿“有发育障碍者”获得了7500美元的赠款，用于支持未来的研究。该团队包括她的博士生导师Maja Matarić；陈淳雄，计算机科学、神经科学和儿科杰出教授，南加州大学研究临时副校长；贝丝·史密斯，南加州大学生物运动学和物理疗法分部助理研究教授；以及计算机科学和生物科学副教授和Zohrab A.Kaprielian工程研究员费沙。

他们正在共同研究机器人能够改变患有糖尿病儿童生活的方法发育障碍. 他们的工作旨在帮助早期诊断从学习障碍到残疾的儿童自闭症频谱紊乱。专家们说，早期诊断有助于早期干预和更好的结果。

Klein、Matarić、Smith和Sha在论文中建议使用机器人玩具与婴儿互动，以鼓励某些行为。这些行为被称为探索性运动——婴儿的重要行为，如伸手、触摸、抓握和踢腿，帮助他们学会控制自己的身体并与周围环境互动。探索性运动被认为对健康的认知、运动和社会发展很重要。克莱因说：“基于此，我们可以寻找那些减少探索性动作的婴儿，并设计和评估能够增加这些动作的互动。”。“这些互动的目标是有发展障碍风险的儿童，尽管我们预计，由于早期探索性运动的重要性，它也可能对典型发育中的婴儿起到支持作用。”

该团队过去的研究将一名婴儿放在一个类似人形的脑机器人对面的椅子上，该机器人通过对动作的反应与婴儿互动。每当婴儿踢他们的腿时，Nao机器人也会踢它的一条腿。12名6至8个月大的婴儿参加了第一次研究。这项研究观察到，一旦婴儿将自己的动作与机器人的动作联系起来，他们就会加大踢腿的力度。有发育障碍风险的婴儿，如多动症或者ASD，在这个范例中可能表现不同。他们可能很难学习他们的运动和机器人反应之间的联系，从而支持其在早期检测中的应用。或者，他们可能对机器人反应很好，支持它作为早期干预工具的使用。克莱因说：“我们的初步研究为我们提供了很多见解，这有助于为白皮书中提出的研究提供信息。”。

Klein和她的团队的白皮书概述了他们计划如何在Nao机器人当前工作的基础上继续进行未来的研究，其中一个可能的途径是探索Spero机器人在鼓励婴儿运动方面的应用。

在过去的研究中，该团队使用Nao机器人平台作为有效的工具社会辅助机器人这两种方法都提供了偶然的奖励，并允许研究人员评估婴儿是否会模仿机器人，但克莱因的团队希望Sphero机器人能够解决一些局限性。Nao机器人的价格是数千美元，而Sphero机器人的价格要便宜得多，每个机器人大约150美元。此外，Nao机器人只能向特定方向移动，这限制了可以鼓励的运动范围，而Sphero机器人可以安全地围绕婴儿滚动，鼓励更大范围的运动，同时更有效地吸引婴儿的注意力。

他们的论文概述了他们的计划，即在视频中记录婴儿和机器人之间的互动，使用软件描述婴儿四肢和头部的运动特征，并对这些运动进行分类，以确定婴儿是否存在发育障碍的风险。他们的白皮书还建议分析婴儿看护者在玩耍过程中的互动，因为父母和看护者之间的社会互动对儿童发展至关重要。这项工作目前正在进行中。“我们正在分析不同年龄段婴儿与母亲互动的视频，以创建这些互动的计算模型，并可能使用这些模型来帮助描述婴儿在母亲与婴儿沟通中的发育和反应。我们研究的最终目标是创建一种可负担得起的、在利用社交辅助机器人进行me干预，利用游戏促进幼儿的健康发展，”Klein说。

史密斯补充说：“在婴儿期产生积极影响并为积极的发展轨迹奠定基础的潜力对我们来说是非常令人兴奋的。”。“我们非常感谢该奖项将帮助我们推动其发展。”