NAO e autismo

Articolo di David Cohen MD, PhD
Professore presso l’Università La Sorbona di Parigi, Head of the Child and Adolescent Psychiatry Department, Institute of Intelligent Systems and Robotics (CNRS research group UMR 7222), Pitié-Salpêtrière Hospital, AP-HP (Greater Paris University Hospitals), Parigi, Francia
Quanto segue è un estratto dell’articolo originale completo, scaricabile al seguente link.

Negli ultimi decenni, la robotica si è affermata come un campo di ricerca specifico nel mondo della sanità e dell'istruzione, così come per i bambini con disturbi del neurosviluppo. Tali ambiti afferiscono al concetto di robotica sociale. A guidare l'espansione della robotica sociale è il fatto che tale ambito di ricerca ha il potenziale per andare oltre i limiti delle attività terapeutiche classiche, superando ad esempio la loro mancanza di intensità, e ciò, unito al fatto che la robotica sociale che può essere erogata in un contesto naturale nonostante la sua natura artificiale, cosa che potrebbe aiutare a generalizzarne con facilità i progressi compiuti attraverso la sua applicazione. Per quasi un decennio sono stati condotti molti studi in materia di robotica e disturbi del neurosviluppo, creando un'area di studio emergente che non mostra alcun segno di rallentamento.

Attualmente, nel mercato sono presenti numerosi robot che promettono di aiutare i bambini con disturbo dello spettro autistico, e altri disturbi del neurosviluppo, a migliorare le loro abilità sociali e di apprendimento e a sostenerli nella loro istruzione: una prospettiva che potrebbe cambiare radicalmente il trattamento e l’interazione con tali soggetti. Presso l'Università della Sorbona, a capo del Dipartimento di Psichiatria dell'Infanzia e dell'Adolescenza presso l'Ospedale Pitié-Salpêtrière all'interno dell'AP-HP (Grandi Ospedali Universitari di Parigi), e membro del team di Robotica Sociale, Interazioni e Percezione (PIRoS) presso l'Istituto di Intelligent Sistemi e Robotica (ISIR) del CNRS (Centro Nazionale Francese per la Ricerca Scientifica), io stesso (David Cohen) ho contribuito a questo campo emergente insieme ai pionieri del campo: i miei colleghi ingegneri Mohamed Chetouani (1), Sofiane Boucenna (2) e Salvatore Anzalone (3). Grazie a questa esperienza oggi posso rilevare che il progresso tecnologico ha consentito l'innovazione in una moltitudine di trattamenti ad esempio per bambini con disturbo dello spettro autistico e altri disturbi del neurosviluppo. Per tale ambito è cruciale il ruolo della robotica sociale, incentrata sulla valutazione delle relazioni tra umani e robot.

Va specificato che nel campo dei disturbi del neurosviluppo, i robot sono stati utilizzati sia in ambienti clinici che educativi. Quando lavoriamo in contesti educativi parliamo di “robotica educativa” che si riferisce a robot specificamente progettati per interagire con i bambini durante le attività relative all’apprendimento. Nel campo dell'istruzione, i bambini con disturbi del neurosviluppo sono considerati bambini con bisogni educativi speciali. Rispetto a questo tradizionalmente gli studi sulla robotica educativa sono stati suddivisi in “apprendimento dei robot” da un lato e “apprendimento con i robot” dall'altro. In altre parole, robotica educativa e robotica per l'educazione. Il primo approccio riguarda l'insegnamento tecnico incentrato sulla robotica, mentre il secondo prevede l'insegnamento di diverse materie (tecniche e non) utilizzando la robotica. Inoltre l'uso della robotica educativa può essere quindi parte del curriculum scolastico o un'attività extracurriculare (4).

Nonostante i numerosi studi effettuati, non ci sono prove chiare in letteratura che i robot possano essere utilizzati efficacemente per trattare i bambini con disturbo dello spettro autistico e per supportare il processo di apprendimento, di bambini con bisogni educativi speciali (5). Ma è di fondamentale importanza distinguere tra robot utilizzati per bambini con bisogni educativi speciali e robot utilizzati da studenti con bisogni educativi speciali. Ad esempio, per robot utilizzati per bambini con bisogni educativi speciali, si intendono i robot utilizzati per migliorare il livello di attenzione di bambini con disturbi del neurosviluppo durante la diagnosi e/o il trattamento. In questo caso i robot sono solo strumenti ausiliari da utilizzare in questo percorso clinico alla stregua di qualsiasi altro dispositivo tecnologico. Nel caso di robot utilizzati da studenti con bisogni educativi speciali, invece, i robot sono considerati strumenti utilizzati per insegnare le materie del curricolo scolastico, attraverso attività incentrate sul pensiero computazionale, per promuovere l'apprendimento attivo.

Quando Alexandre Mazel di Softbank Robotics mi ha chiesto di scrivere la prefazione per l’articolo su NAO e il disturbo dello spettro autistico, all'inizio ho esitato. Da un lato, Softbank Robotics è un'azienda con cui non ho particolari legami. Dall'altro, l’articolo sull'uso di NAO con i bambini autistici non è in senso stretto un articolo di revisione o addirittura una panoramica esauriente dell'argomento, ma è più una raccolta di feedback da parte di utenti che hanno utilizzato la NAO con pazienti con disturbo dello spettro autistico. Insegnanti, psicologi ed educatori speciali (compresi gli operatori sanitari) o ingegneri e ricercatori in scienze computazionali. Alcuni usano NAO praticamente come viene fornito da Softbank Robotics, mentre altri aggiungono nuove funzionalità, grazie alla programmazione.

Devo riconoscere che NAO rimane una delle piattaforme robotiche più utilizzate. In un recente studio della letteratura scientifica condotto da una mia collega, Charline Grossard, abbiamo raccolto quasi 14 studi scientifici che utilizzano la NAO per scopi terapeutici e 4 utilizzando Kaspar, mentre tutte le altre piattaforme robotiche coperte (Charlie, THEO4, robot QT, Ribit, Caro, ecc.) erano state utilizzate solo occasionalmente negli studi (5). Inoltre, come psichiatra infantile e adolescenziale, ero interessato al l'idea di fornire una piattaforma che ofrisse il feedback di utenti comuni, lontani dagli schemi dei team di ricerca scientifica. Quindi, caro lettore, cosa troverai in questo articolo? Vorrei fare qualcosa di diverso e introdurre l’articolo dal punto di vista dei diversi modi con cui NAO è stato utilizzato.

L'ultimo progetto di robotica educativa che vorrei prendere in esame è stato frutto di una collaborazione tra un team di ingegneri di supporto (Movia) e le scuole pubbliche di West Hartford. In questo progetto è stata utilizzata la tecnica del Mago di Oz, ovvero NAO è stato controllato da un operatore e da un insegnante specializzato. Una dozzina di bambini sono stati coinvolti nell'esperimento per sei-otto settimane con due sessioni a settimana. Il programma delle attività è stato adattato in base alle abilità specifiche dei bambini, ma non abbiamo dettagli sulle attività svolte, o sui punteggi utilizzati. Indipendentemente da ciò, gli autori assicurano che quattro individui hanno dimostrato miglioramenti quantificabili, ma nella descrizione qualitativa hanno anche indicato che un alunno si è disinteressato al robot.

Il secondo tipo di utilizzo di NAO che vorrei illustrare è il suo uso in un ambiente clinico. Ne abbiamo essenzialmente due, il primo è l'uso di NAO da parte dello psicologo clinico Olivier Duris, che lavora in una clinica diurna. Egli ha messo insieme due gruppi di sei bambini, che hanno partecipato a 50 sessioni di storytelling di gruppo presso la day clinic, con o senza NAO. A livello qualitativo, ha dimostrato che la presenza di NAO ha migliorato la comprensione e la partecipazione dei bambini ai gruppi di storytelling in cui è stato coinvolto. Gli aspetti quantitativi non sono realmente descritti ma sono stati misurati e saranno probabilmente oggetto di future pubblicazioni. Il secondo uso clinico è stato frutto di una collaborazione tra l'ospedale universitario di Nantes e un team di supporto ingegneristico guidato da Sophie Sakka. Questa volta, è stato proposto l'uso di NAO come un'attività di gruppo in cui uno o più robot sono stati programmati per un'attività teatrale che coinvolge un robot. Anche in questo caso, il team descrive il progresso qualitativo dei singoli bambini ma anche la dinamica di gruppo quando i bambini con disturbi dello sviluppo neurologico sono stati inseriti in gruppi con uno o più robot. Gli ultimi tre contributi a questo articolo provengono tutti da team di ingegneri, con o senza medici, che offrono una serie di soluzioni adattabili che consentono diverse attività. Il team di HERO, che mi ha fatto piacere osservare, include Giuseppe Palestra, un ex membro di ISIR, ed offre 18 diversi esercizi basati sullo sviluppo di un'interfaccia che consente di eseguire diverse attività con NAO. Il team del Dr Fady Al Najjar offre dialoghi, attività motorie e giochi di ruolo, grazie a una soluzione che combina NAO e un telefono cellulare con pittogrammi che mostrano le emozioni. E infine, il team del progetto DREAM offre attività di imitazione, attenzione congiunta e turni.

Nella maggior parte dei casi, queste squadre stanno anche lavorando su produzione di metriche da sensori, registrando audio e anche video che forniscono loro variabili quantitative riguardanti il ​​contatto visivo, l’attenzione congiunta, la mimica facciale, l’alternanza nel dialogo, ecc. Tutte queste soluzioni devono però essere clinicamente validate per mostrare l'accuratezza delle metriche e anche la loro rilevanza, che non è necessariamente disponibile così com'è. Tuttavia, il progetto DREAM ha annunciato un ampio studio randomizzato controllato che includeva 69 bambini in otto sessioni, i cui risultati potrebbero essere un passo importante.

Credo che questo articolo darà ai lettori una buona dimostrazione della vitalità del campo della robotica sociale in relazione al disturbo dello spettro autistico e di come NAO abbia svolto un ruolo cruciale in tale ambito per molti anni, grazie alla sua facilità d'uso sia per i medici che per gli insegnanti che non sono necessariamente specialisti in robotica, ma anche attraverso la semplicità di integrazione di nuovi algoritmi e soluzioni create da ingegneri che desiderano aumentare le capacità interattive della piattaforma robotica NAO. Probabilmente, il design e la facilità d'uso sono alla base del successo riportato dai numerosi utenti reali.