与移动应用程序连接，NAO机器人帮助增强自闭症儿童的教育体验

自闭症谱系障碍（ASD）是指以社交互动受损、沟通困难以及行为和兴趣受限和重复为特征的神经发育障碍。虽然迄今为止还没有一种能彻底治愈自闭症的方式，但随着人形机器人技术的日益成熟，研究人员发现人形机器人能为病症的治疗提供更多可能性方案。

研究显示，NAO机器人与移动应用程序连接，可作为课堂上的社交辅助机器人（SAR）工具，增强自闭症谱系障碍（ASD）儿童的教育体验，揭示了NAO机器人在满足自闭症儿童特殊教育需求方面的潜力。

实验描述

该研究涉及两个不同组别，每个组别包括12名年龄在3至6岁之间的儿童，表现出轻度至中度ASD症状。对照组遵守标准班级课程，实验组则有独特的机会与NAO 机器人互动，作为课堂活动的组成部分，为儿童们的学习体验引入了新的创新方法，教师则在课程期间收集和记录自闭症儿童和老师的眼神交流次数。

在一名专家和一名IT技术支持人员监督的基础上，每节学习课程持续20-30分钟。平均而言，一个工作日包括6-8节课。课程涵盖了各个领域，包括沟通、认知、社交技能和行动能力。

实验方法

·机器人程序结构

智能手机应用程序充当用户和 NAO 机器人之间的接口，便于班级管理、监控学生进度以及为新用户分配班级。Firebase用于构建收集、组织和分析数据的系统数据库。

Choregraphe模块化程序.png

为了实施更个性化的训练，该系统能够监测学生完成的课程，并且只有学生在考试中取得满意的分数时才能进入下一节课。NAO 机器人保存了这些信息，一旦它识别出孩子，就会开始与他们互动，促进每个孩子的发展进步。另一方面，智能终端将管理多个账户并跟踪考试结果和已完成的课程。

NAO机器人和智能手机的交互结构‘.png

·移动应用程序结构

移动应用程序充当后端，通过 NAO 机器人将教师与孩子连接起来。登录后，用户可以访问和更新个人资料，他们还可以通过导航到“类别”选项来使用该应用程序。在班级选项卡中，教师可以创建新班级、将学生添加到班级、搜索学生、查看班级中任何学生的进度表或启动新课程。

·教师用户界面

移动应用程序的教师用户界面能允许用户查看所有课程。儿童的进度表可从“班级”选项卡获得，为教师提供儿童上一堂课的快速概述。这些有价值的信息有助于为儿童定制课程，促进个性化教育。

教师用户界面.png

·机器人识别

一旦儿童出现在 NAO机器人面前，识别功能就会开启，将他们的图像与存储在数据库中的照片相匹配。成功识别后，机器人会发起个性化问候，以建立社交纽带，为即将到来的课程奠定基础。

儿童自动识别程序.png

·课程

每节课与儿童之间的互动因儿童的水平而异。有些课程将要求儿童模仿机器人，有些课程则要求儿童从一堆卡片中选择正确的卡片，如动物课程的示例，将指示孩子在机器人面前拿着正确的动物卡来检查答案。在这种情况下，孩子在 NAO 机器人面前拿着一张卡片，机器人将进行图像处理并检查图像是否与提出的问题相符。根据难度级别，机器人可以模仿动物的声音，提及动物的名字，或描述其特征。

动物卡片.png

研究结果

研究的主要目的是调查年龄、自闭症水平和使用 NAO 机器人干预对受试者表现出的眼神接触次数的影响。

asd水平和眼神接触结果.png

结果显示不同自闭症水平之间眼神接触的次数存在统计学上的明显差异，同时将社交辅助机器人与移动应用程序相结合确实会影响自闭症儿童在人群中眼神接触的频率。

该研究体现了 NAO 机器人与智能手机应用程序相结合的潜力。随着机器人和人工智能的持续创新和改进，人形机器人将在弥合自闭症儿童与其教育要求之间的鸿沟、促进自闭症儿童的包容性和个性化学习上发挥更大的作用，改善自闭症儿童的教育体验。

reference：https://www.mdpi.com/2075-1702/11/8/833