Designing joint attention systems for robots that assist children with autism spectrum disorders

• Main Author: Fermoselle, Leonor
• Format: Others
• Language: English
• Published: KTH, Tal, musik och hörsel, TMH 2018
• Subjects: Human-Robot Interaction; Joint Attention; Autism Spectrum Disorders; Human Computer Interaction; Människa-datorinteraktion (interaktionsdesign)
• Online Access: http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-231850

Joint attention behaviours play a central role in natural and believable human-robot interactions. This research presents the design decisions of a semi-autonomous joint attention robotic system, together with the evaluation of its effectiveness and perceived social presence across different cognitive ability groups. For this purpose, two different studies were carried out: first with adults, and then with children between 10 and 12 years-old. The overall results for both studies reflect a system that is perceived as socially present and engaging which can successfully establish joint attention with the participants. When comparing the performance results between the two groups, children achieved higher joint attention scores and reported a higher level of enjoyment and helpfulness in the interaction. Furthermore, a detailed literature review on robot-assisted therapies for children with autism spectrum disorders is presented, focusing on the development of joint attention skills. The children’s positive interaction results from the studies, together with state-of-the-art research therapies and the input from an autism therapist, guided the author to elaborate some design guidelines for a robotic system to assist in joint attention focused autism therapies. === Gemensam uppmärksamhet (joint attention) spelar en central roll i naturliga och trovärdiga interaktioner mellan människor och robotar. Denna rapport presenterar designbesluten av ett semi-autonomt joint attentionsystem för sociala robotar, samt en utvärdering av dess effektivitet och hur grupper med olika kognitiv förmåga upplever dess sociala närvaro. För detta ändamål genomfördes två olika studier: förstmed vuxna, och sedan med barn mellan 10 och 12 år gamla. De övergripande resultaten för båda studierna visar att vi byggt ett system som uppfattas som socialt närvarande och engagerande, och som framgångsrikt kan skapa gemensam uppmärksamhet med deltagarna. När man jämför resultaten mellan de två grupperna, finner man att barn gav högre gemensam uppmärksamhetsresultat de rapporterade att de fick mer hjälp av och tyckte bättre om roboten som använda det utvecklade systemet för joint attention. Vidare presenteras en detaljerad litteraturstudie om robotassisterade terapier för barn med autismspektrumsjukdomar, med fokus på utveckling av gemensamma uppmärksamhetsförmågor. Barnens positiva interaktioner med en robot som hade det utvecklade joint attentionsystemet, tillsammans med litteraturstudier om forskningsterapier och en intervju med en autismterapeut, vägledde författaren attutarbeta riktlinjer för hur man ska designa sociala robotar som har till syfte att användas vid terapi som syftar till att förbättra autistiska barns förmåga att kommunicera icke-verbalt och förstå vad den de talar med fokuserar på.