با CARMEN، روباتی که به افراد مبتلا به اختلالات شناختی خفیف کمک می کند، آشنا شوید

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 دانشگاه کالیفرنیا سن دیگو با همکاری پزشکان، افراد مبتلا به MCI و شرکای مراقبتی آنها توسعه داده شد. با توجه به دانش محققان، 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 ارشد این اثر گفت: «ما می‌خواستیم مطمئن شویم که اختراعات معنی‌دار و کاربردی ارائه می‌کنیم.

MCI یک مرحله 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 سال تا 15 درصد آنها به زوال عقل منتقل می شوند. درمان‌های دارویی موجود نتوانسته‌اند این تکامل را کند یا از آن جلوگیری کنند، اما درمان‌های رفتاری می‌توانند 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 یاد دهد که مکان های معمولی برای گذاشتن اشیاء 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 از معیارهای روشن طراحی 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. این ربات همچنین باید بتواند با دسترسی محدود به اینترنت کار کند، زیرا بسیاری از مردم به اتصال قابل اعتماد دسترسی ندارند. کارمن باید بتواند در مدت زمان طولانی کار کند. ربات همچنین باید بتواند به وضوح با کاربران ارتباط برقرار کند. ابراز همدردی و همدردی با موقعیت یک فرد؛ و پس از انجام وظایف چالش برانگیز استراحت کنید تا به حفظ تعامل کمک کنید.

محققان CARMEN را به مدت یک هفته در خانه‌های چند نفر مبتلا به MCI مستقر کردند، که سپس با ربات چندین کار را انجام دادند، مانند شناسایی مکان‌های معمولی برای ترک وسایل خانه تا گم نشوند، و قرار دادن وظایف در تقویم تا آنها فراموش نخواهد شد محققان همچنین این ربات را در خانه های چندین پزشک با تجربه کار با افراد مبتلا به MCI مستقر کردند. 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، شرکت کنندگان با MCI گزارش دادند که استراتژی ها و رفتارهایی را امتحان کرده بودند که قبلا آنها را غیرممکن کرده بودند. همه شرکت کنندگان گزارش دادند که استفاده از ربات آسان است. دو نفر از سه شرکت کننده متوجه شدند که فعالیت ها به راحتی قابل درک است، اما یکی از کاربران با مشکل مواجه شد. همه گفتند که خواهان تعامل بیشتر با ربات هستند.

محققان می نویسند: “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 بیشتری از خودمختاری را نشان دهد یا برای کاربردهای دیگر استفاده شود.”

تیم تحقیقاتی یافته های خود را در کنفرانس ACM/IEEE Human Robot Interaction (HRI) در مارس 2024 ارائه کردند، جایی که آنها 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 گفتگو 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 همچنین به این دلیل که اکثر مردم انتظار دارند که بتوانند با سیستم های موجود در خانه خود مکالمه داشته باشند. در عین حال، محققان می خواهند میزان اطلاعاتی را که CARMEN می تواند به کاربران بدهد محدود کنند. Riek گفت: «ما می‌خواهیم توجه داشته باشیم که کاربر هنوز باید بخش اعظم کار را انجام دهد، بنابراین ربات فقط می‌تواند کمک کند و نکات زیادی ارائه ندهد.

محققان همچنین در حال بررسی این موضوع هستند که چگونه CARMEN می تواند به کاربران در سایر شرایط مانند ADHD کمک کند.

تیم UC San Diego CARMEN را بر اساس ربات FLEXI از دانشگاه واشنگتن ساخته است. اما آنها تغییرات اساسی در سخت افزار آن ایجاد کردند و همه نرم افزارهای آن را از ابتدا نوشتند. محققان از ROS برای سیستم عامل ربات استفاده کردند.