Os chutes do bebê fornecem pistas sobre o desenvolvimento infantil

Resumo: A interação humano-robô e o monitoramento do movimento motor podem fornecer pistas para transtornos do desenvolvimento, como TDAH e autismo em crianças.

Fonte: USC

Lauren Klein, uma Ph.D. em ciência da computação candidato na Escola de Engenharia da USC Viterbi, há muito tempo está interessado em lidar com problemas de saúde. Sua última abordagem: brinquedos robô.

“Acredito fortemente que a interação humano-robô é um tópico de pesquisa promissor para o futuro da saúde”, disse Klein, membro do Laboratório de Interação da USC.

No outono passado, a equipe de pesquisa de Klein ganhou um prêmio no concurso de white paper “CS for Social Good” patrocinado pelo Computing Community Consortium e Schmidt Futures. Seu artigo, “Uma Abordagem Computacional para Detecção e Intervenção Anterior para Bebês com Deficiências de Desenvolvimento”, recebeu uma bolsa de US $ 7.500 para apoiar pesquisas futuras.

Essa equipe inclui seu orientador de PhD, Maja Matarić; Chan Soon-Shiong Chair, Distinguido Professor de Ciência da Computação, Neurociência e Pediatria e Vice-Presidente Interino de Pesquisa da USC; Beth Smith, professora assistente de pesquisa na Divisão de Biocinesiologia e Fisioterapia da USC; e Fei Sha, professor associado de ciência da computação e ciências biológicas e Zohrab A. Kaprielian Fellow em Engenharia.

Juntos, eles estão pesquisando maneiras pelas quais os robôs podem fazer a diferença na vida de crianças com transtornos de desenvolvimento. Seu trabalho tem como objetivo ajudar a diagnosticar precocemente crianças com condições que variam de dificuldades de aprendizagem a transtorno do espectro do autismo. Os diagnósticos anteriores, dizem os especialistas, permitem intervenções mais precoces e melhores resultados.

Em seu artigo, Klein, Matarić, Smith e Sha propõem o uso de um brinquedo robô para interagir com uma criança e estimular certos comportamentos. Esses comportamentos são conhecidos como movimentos motores exploratórios – comportamentos infantis importantes, como alcançar, tocar, agarrar e chutar, que os ajudam a aprender a controlar o corpo e a interagir com o ambiente. Os movimentos exploratórios são considerados importantes para o desenvolvimento cognitivo, motor e social saudável.

“Com base nisso, podemos procurar bebês que diminuem os movimentos exploratórios e projetar e avaliar as interações que podem aumentar esses movimentos”, disse Klein. “Essas interações são voltadas para crianças em risco de deficiências de desenvolvimento, embora possamos antecipar que podem ser úteis para bebês com desenvolvimento típico, também devido à importância dos primeiros movimentos motores exploratórios.”

A pesquisa anterior da equipe colocou um bebê em uma cadeira em frente a um robô humanóide Nao, que interagia com os bebês respondendo ao movimento. Sempre que o bebê chutava sua perna, o robô Nao também chutava uma de suas pernas. Doze bebês com idades entre 6 e 8 meses participaram deste primeiro estudo, que foi publicado em um artigo intitulado “Interação Robô-Bebê Socialmente Assistiva: Usando Robôs para Encorajar o Movimento das Pernas Infantis.”

O estudo observou que, uma vez que os bebês fizeram a conexão entre seu próprio movimento e o movimento do robô, eles aumentaram seus chutes. Bebês com risco para transtornos de desenvolvimento, como TDAH ou TEA, podem ter um desempenho diferente nesse paradigma. Eles podem demonstrar dificuldade em aprender a conexão entre seu movimento e a resposta do robô, apoiando seu uso na detecção precoce. Alternativamente, eles podem responder muito bem ao robô, apoiando seu uso como uma ferramenta de intervenção precoce.

“Nosso estudo preliminar nos deu muitos insights, o que ajudou a informar a pesquisa proposta no white paper”, disse Klein.

O white paper de Klein e sua equipe delineou como eles planejam desenvolver seu trabalho atual com os robôs Nao e buscar pesquisas futuras, sendo um caminho possível a exploração do uso de robôs Sphero para estimular o movimento motor infantil.

Em estudos anteriores, a equipe usou a plataforma do robô Nao como um robô socialmente assistencial eficaz para fornecer recompensas contingentes e permitir que os pesquisadores avaliassem se os bebês imitariam o robô, mas eles tinham algumas limitações que a equipe de Klein espera que os robôs Sphero possam resolver. Os robôs Nao custam milhares de dólares, enquanto os robôs Sphero são muito mais acessíveis, cerca de US $ 150 por robô. Além disso, os robôs Nao só podem se mover em certas direções, o que limita a amplitude de movimento que pode ser incentivada, enquanto os robôs Sphero podem rolar com segurança ao redor do bebê, incentivando uma amplitude de movimento mais ampla e, ao mesmo tempo, atraindo a atenção do bebê de forma mais eficaz.

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O artigo descreve seu plano para registrar as interações entre o bebê e o robô em vídeo, usar software para caracterizar os movimentos dos membros e da cabeça do bebê e ordenar esses movimentos para classificar se o bebê está em risco de deficiência de desenvolvimento.

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Infantil interage com Nao Robot. A imagem é creditada ao SIMPÓSIO INTERNACIONAL DO IEEE 2019 SOBRE ROBÔ E COMUNICAÇÃO INTERATIVA HUMANA.

O white paper também propõe a análise da interação bebê-cuidador durante as brincadeiras, uma vez que as interações sociais entre pais e cuidadores são essenciais para o desenvolvimento infantil. Este trabalho está em andamento.

“Estamos analisando vídeos de interação mãe-bebê com bebês em várias idades para criar modelos computacionais dessas interações e, potencialmente, usar esses modelos para ajudar a caracterizar o desenvolvimento infantil e a capacidade de resposta na comunicação mãe-bebê”, disse Klein.

“O objetivo final de nossa pesquisa seria criar uma abordagem para intervenções domésticas acessíveis, utilizando robôs socialmente assistenciais que usam a brincadeira para melhorar o desenvolvimento saudável de crianças pequenas”, disse Klein.

Smith acrescentou: “O potencial de ter um impacto positivo durante a infância e estabelecer as bases para uma trajetória de desenvolvimento positiva é muito empolgante para nós”, disse Smith. “Agradecemos muito que o prêmio nos ajude a levar seu desenvolvimento adiante.”

Sobre este artigo de pesquisa sobre neurobótica e desenvolvimento

Fonte:
USC
Contatos de mídia:
Lila Jones – USC
Fonte da imagem:
A imagem é creditada ao SIMPÓSIO INTERNACIONAL DO IEEE 2019 SOBRE ROBÔ E COMUNICAÇÃO INTERATIVA HUMANA.

Pesquisa original: O documento de acesso aberto está disponível no site da USC.

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