2012年1月17日 星期二

「論文文獻」From Isolation to Communication:A Case Study Evaluation of Robot Assisted Play for Children with Autism with a Minimally Expressive Humanoid Robot

From Isolation to Communication:A Case Study Evaluation of Robot Assisted Play for Children with Autism with a Minimally Expressive Humanoid Robot


Robins, B.  Dautenhahn, K.  Dickerson, P.

Sch. of Comput. Sci., Univ. of Hertfordshire, Hatfield 2009 Second International Conferences on Advances in Computer-Human Interactions



  • 此篇Paper希望透過最小限度表達的KASPAR機器人做為社會媒介者,以促進人與人之間的交往。與低功能自閉症兒童以動作進行溝通,希望藉此觀察自閉症兒童是否有改善社會交流行為。
  • KASPAR(圖1)研發於歐洲,是被用來研究人與機器人的互動行為。身體的大小為兒童尺寸,身體部分只利用頭、手、手臂來表達姿態,臉部表情以眼睛與眼瞼為主,強調不以言語與人溝通,採用最簡單的方式與自閉症兒童表達,因此被稱做為以最小限度表達的機器人。


圖1 KASPAR


  • 實驗地點為英國學校-自閉症兒童最熟悉的環境。
  • 把KASPAR放置在桌子上,並且與筆電連接。在測試過程中,實驗者將會利用機器人專用的遙控器去控制KASPAR與自閉症童互動。
  • 放置2個攝影機去進行持續幾個月的側錄。
  • 由逐步的方式進行測驗。從最簡單的與機器人互動到複雜的與其他人交流。

  • 隨著不同的案例,有不同的實施方法。
  1. 第一種的方法,兒童可以伴隨著凝視去觸碰KASPAR ,讓他們去感受到身體接觸的刺激。(圖2)
  2. 第二種則是由治療師去控制機器人,讓自閉症兒童去模仿KASPAR。(圖3)
  3. 第三種由自閉症兒童去控制KASPAR,旁邊的小孩去模仿KASPAR的動作,藉此讓自閉症兒童產生相互注意協調能力的功能,去觀看旁邊模仿的小孩。(圖4)
圖2


圖3

圖4
結論:
由於自閉症兒童對KASPAR的認知為非真人,且動作較為不複雜,因此自閉症兒童較能去接受它且產生好奇。強調採用bottom-up的方式,去利用KASPAR來針對每一個自閉症兒童去設置不同程序來治療自閉症。最後自閉症兒童確實增加了相互注意協調能力,產生社會交流行為。

感想:
這篇跟之前報告以非人型機器來療癒自閉症兒童的有些許的不同,他是以人型作為實驗工具,除了外型之外,他不是自發性的機器人,是使用'遙控器所操作的。他是自閉症兒童與發育正常的人之間的社會交流媒介,只利用手與眼睛作為他的表達方式,讓自閉症兒童認定他為非真人。跟之前的Robotic Animals Might Aid in the Social Development of Children with Autism的這篇PAPER所說的結論有些出入,他說人型與動物型跟移動型機器人相比,人型比較不容以讓自閉症兒童接受,我想可能不一定。撇除機器人外型的因素之外,動作的複雜度也是要考慮進去的。

PS 個人認為那隻KASPAR長的有點恐怖(很多人認為),自閉症兒童能接受個人覺得蠻稀奇的。

2011年12月28日 星期三

「論文文獻」Interactive Robots for Communication-Care: A Case-Study in Autism Therapy


Interactive Robots for Communication-Care: A Case-Study in Autism Therapy
Hideki Kozima, Cocoro Nakagawa & Yuriko Yasuda
2005 IEEE International Workshop on Robots and Human Interactive Communication

此篇主要使用生物機器人"Keepon"引導自閉症兒童產生人際交往的互動行為,以Keepon身上的視訊來做第1人稱的側錄,觀看自閉症與Keepon進行情感上的交流互動。

  • Keepon的控制分為手動與自動,其中一隻眼睛為視訊,嘴巴為麥克風。Keepon 會跟隨人的移動來進行眼神注視的互動(圖1、2),他只有2種動作:關注的動作、情感的動作。
    關注的動作:頭部上下左右移動來觀察目標。
    情感的動作:身體上下左右擺動來表達情緒。
圖1
圖2
  • 他們認為機器人的情感動作就代表擁有一顆心,主張利用Keepon身體的動作表達身體的情感,如愉悅(搖動身體,左右移動)、興奮(身體上下擺動)、恐懼(震動身體)(圖3),排除臉部表情,以免自閉症兒童得到太多資訊而感到混亂。

圖3
  • 一開始以教育發展正常的孩子做測試者,發現會引起小孩自發性的社交行為,之後再以縱向觀察的方式去觀察自閉症兒童面對Keepon有何反應。
  • Keepon 手動的方式是為了做出以下2種;1. 當Keepon與自閉症兒童互動時,頭部可以交替轉向其他人或玩具,不讓Keepon一直注視自閉症兒童,讓兒童產生好奇。2. 當自閉症兒童被小孩子給觸碰時,另外房間的工作人員利用手動方式讓身體會產生動作來表達情緒,使兒童感到驚訝。
  • 長期觀察約1年半,超過500次的兒童會議,以第一人稱的側錄方式去觀察自閉症兒童。
  • 透過2者互動(自閉症兒童與 Keepon )與三者互動(自閉症兒童、Keepon與母親or護理師 ),透過2者互動可以觀察自閉症兒童與 Keepon的自發性的互動行為,另外經由3者互動的觀察可看出自閉症兒童是否會分享情緒給第三者,形成人際關係的交往。

結論
Keepon 擁有簡單的外型以及動作的範圍較小且能夠交流關注與情感的狀態,能使自閉症兒童在好玩與放鬆的心情下,自發性的接近 Keepon。
發現 Keepon 之後的自閉症兒童,從二者互動到三者互動的觀察,發現他們容易與其他人分享他們的心情。
隨著時間的推移可看出自閉症兒童的改變,不會特別呈現出自閉症的特徵。

感想
此篇論文利用自閉症兒童不會正視對方的眼神來進行研究,利用會跟隨物體的Keepon來讓自閉症兒童產生好奇心與奇妙感,漸漸的讓自閉症兒童勇於對Keepon互視,利用第一人稱的方式側錄更能了解兒童的眼神的去向,內容呈現出某位測試者會因Keepon的動作而產生模仿效應(故意讓Keepon跟著自己的動作),這樣的結果讓人感受到兒童的可愛,也得知這樣的舉動代表著兒童打開自己的心了。
在我們的研究室裡面的猴子機器人其實也會跟隨著人而擺動,只是如果要拿猴子機器人做這樣的實驗除了時間多寡的問題以外,猴子機器人本身的變數比Keepon多出很多,不過以跟隨人影來做實驗的方式我個人覺得蠻新奇也覺得很有趣。





2011年12月24日 星期六

「論文文獻」Living With Seal Robots—Its Sociopsychological and Physiological Influences on the Elderly at a Care House

Living With Seal Robots—Its Sociopsychological and Physiological Influences on the Elderly at a Care House
Kazuyoshi Wada and Takanori Shibata
IEEE Transactions on Robotics (2007Volume: 23Issue: 5Pages: 972-980
此論文為2005年6月開始測驗在老人護理之家觀看二樓與三樓的老人們與機器人Paro的互動(二樓與三樓各一隻),觀察Paro帶給老年人的社會心理影響,實驗總共為期2個月,但本篇為實驗1個月後所編寫的論文,實驗目的分為3點:

  1. 人類與機器人的互動心理影響的調查(包過長期的互動)
  2. 療癒性機器人的設計理論發展。3.機器人的治療方法發展。

  • 研究方法
  1. 採用free-pile 排序方法,以訪談方式去調查老人之間的關係,使用副克牌將每一張卡片當作每一位在護理之家的居民 ,另外有幾張空白的卡片為了讓居民去寫出在護理之家不見的居民的名字,透過問問題的方式來詢問居民的關係來進行卡片排序,ex 請排出一起吃飯的朋友。
  2. 老人們會被採訪關於與Paro的互動是如何,每次採訪持續了約 30分鐘到1小時  。(1) 引進機器人之後,你們的日常生活如何? (與Paro的互動程度) (2) 在日常生活中以任何的變化嗎?

  3. 將Paro放置護理之家的交誼廳上,另外有錄影機放在大廳的角落(圖1)觀看老人們與Paro的互動,時間從早上8:00開始錄製至晚上6:00結束。錄製的時間分為以下四種:(1) 與Paro和其他居民的互動時間。(2)只與Paro的互動時間 (3)只與其他居民的互動時間(4)沒有與Paro跟其他人互動的時間。

    圖1
  4. 實施尿液測試,分析尿液中17-OHCS and 17-KS-S的賀爾蒙去觀察受測者的壓力與健康,實施17-KS-S/17-OHCS(健康/壓力)比例計算
    引進Paro的前2、3天,會先採取受測者的尿液激素值中位數作為基本條件,之後再收集引進Paro的兩個星期後的受測者尿液來進行比較。使用
     Wilcoxon’s sign rank sum test來進行統計,再以Bonferroni’s來多重比較。

  5. 之後將透過訪談所得到的資料做分類與定義與Paro和其他居民互動的關係。Paro與其他居民的互動關係各分為以下四種:沒有關係、輕微的關係、中度關係、強烈的關係。
  • 結論:
    在引進Paro之前,有幾位老人有因為方言的影響與其他老人們的溝通受到障礙的現象,Paro出現之後發現溝通的障礙逐漸瓦解(圖2),也減少了生病與認知能力下降的風險(圖3)。但此實驗少了對照組來進行比較這是比較遺憾的事。
    圖2,左圖為未引進Paro的老人之間的互動圖。
    右圖為引進Paro後的與Paro與其他老人之間的互動圖。

    圖3
  • 感想
    個人認為不該以光明正大的把攝影機去放在交誼廳之中,雖然被放置角落,但我認為還是會影響受測者,因為受測者會感受到尷尬。
    以訪談的方式去詢問受測者,受測者有可能會不小心說謊,導致實驗的錯誤,另外沒有對照組這一點也是讓人覺得相當可惜。
    不過整體來看,以錄影機去觀察老人之間的互動,還是有可信之處的,因為不會有人因為有攝影機而特地與自己不熟的老人進行互動的。

2011年12月13日 星期二

「論文文獻」Robotic Animals Might Aid in the Social Development of Children with Autism

Robotic Animals Might Aid in the Social Development of Children with Autism
Cady M. Stanton, Peter H. Kahn, Jr., Rachel L. Severson, Jolina H. Ruckert, & Brian T. Gill
HRI '08 Proceedings of the 3rd ACM/IEEE international conference on Human robot interaction
ACM New York, NY, USA ©2008

此研究為調查機器狗是否能幫助自閉兒的社會發展,將11位自閉兒(10男1女)分別與自主性機器狗"AIBO"與普通的機器狗"Kasha"互動來作為比較。
抽取的樣本地區為美國華盛頓州的亞基馬與西雅圖2個城市與他們的鄰近地區。

AIBO
Kasha

  • 加入一些小道具(小球、狗餅乾)與中性玩具(謎語、塑膠塊..等)讓自閉症兒童運用道具與機器狗互動。
  • 此研究希望找到AIBO可以促進自閉症兒童的社會交流行為,以以下4種作為評價的依據:「自閉症兒童與2個機器狗的互動」、 「 自閉症兒童與2個機器狗產生的話語」、 「不是自閉症兒童的社交行為」、「 自閉症兒童的典型行為」
  1. 不是自閉症兒童的社交行為分為5項:
    「言語參與」→與機器狗交談
    「情感」→撫摸、擁抱、親吻等
    「Animating Artifact」→幫助機器狗吃餅乾、移動它的身體..等。
    「雙向互動」→奉獻狗餅乾、丟球、指派..等,希望機器狗有所回應。
    「真實互動」
    →自閉症兒童、機器狗、施測者的二者or三者互動。
  2. 自閉症的典型行為由The Gilliam Autism rating scale所提出的24項自閉症行為縮減為16項:
    「前後搖擺身體」、「.手指或手的輕擊」、「高亢的噪音」、「難以理解的聲音」 「重複的話 」、「排列物件」、 「昂首闊步/走踮腳尖」、 「旋轉圓圈 」「不適當的代名詞」、「使用第三人稱」、「撤回/冷漠」、「沒有理由的恐懼」「.舔物件」、「聞物件 」、「衝刺/飛快」、「自我傷害」
  • 測驗時間為30分鐘以內,這期間機器狗、自閉症兒童、施測者會在同一個房間,施測者去提出一些已制定好的問題來詢問自閉症兒童以及邀請他們與機器狗遊玩。
  • 使用的統計工具為 Spearman’s rank correlation coefficient ρ作為使用者信度,評價「自閉症兒童與2個機器狗的互動」、 「 自閉症兒童與2個機器狗產生的話語」、 「不是自閉症兒童的社交行為」、「 自閉症兒童的典型行為」。
  • 使用Wilcoxon Signed Ranks Test來測試AIBO與Kasha之間對自閉症兒童有無差異。
 Occurrences of Behaviors Typical of Children without Autism by Artifact
  • 進而發現AIBO明顯比Kasha在「言語參與」、「雙向互動」、「真實的互動」3個方面裡有很大的差異!也就是自閉症兒童對AIBO的互動層面較為高且自閉症行為是相對較少的。
  • AIBO擁有2大因素可引導自閉症兒童社會交流:
  1. AIBO的形式式簡潔的,動作簡單卻又不重複。
  2. AIBO具有自主性以及目標導向行為-社交行為。


感想:
此論文提出他的最大限制為機器狗的外型,AIBO不能讓我們擅自去刪減他的行為與模式,因此造成2隻外型極為不同的機器狗與自閉症兒童做測試,少了條件的公平性。
個人認為這的確是個致命傷,因為男女的喜好的外型是不同的,外型是一個會影響人們決策的重大因素!
另外,自閉症是遍佈全球的病例,個人認為可以選擇其他國家一起實驗,如亞洲國家,再進行探討。

2011年11月7日 星期一

「論文文獻」Measuring Emotional Valence during Interactive Experiences: Boys at Video Game Play

Measuring Emotional Valence during Interactive Experiences: Boys at Video Game Play
  • Richard L. Hazlett
  • Johns Hopkins University School of Medicine Department of Psychiatry and Behavioral Sciences and Hazlett Research Baltimore, MD USA
  • ACM New York, NY, USA ©2006 
此研究選用賽車遊戲進行測量男孩在互動遊戲與臉部EMG,測量正面與負面情緒評價。
  • 2個被探討的問題
  1. 顴骨的EMG的生理上的測量,在互動中提供了正面情緒評價的連續測量。
  2. 在高度緊張的互動遊戲裡,在消耗潛在的心理勞累之下,皺眉EMG會反應負面情緒的評價?
  • 以13-15歲為範圍的男孩作為測試對象,總共為13位。XBox遊戲平台同時與臉部EMG持續的被測量。
  • 測試比賽所有的賽車跑道,和玩家賽跑了好幾圈,有3至5個平台控制的其他車。在屏幕上顯示的各種訊息,如當前位置,速度,和其他車的時間。
  • 隨著Rochester miniature Silver/Silver Chloride表面電極被放置在玩家的右顴骨與皺眉肌肉,持續測量臉部EMG擴增未加工的EMG信號而且過濾兩個 Psylab bioamplifiers和處理系統。
  • EMG偵測設置在30Hz-500Hz的濾波,並在1000Hz數位化模擬EMG信號玩遊戲的video和audio與EMG數據將同步與記錄,以供日後分析。
  • 採取EMG的事件與之後一秒鐘,從數據流所計算皺眉顴部平均值彙整每個主題EMG事件數據和計算每個比賽的四個平均分數:正面事件皺眉,正面事件顴部,負面事件皺眉和負面事件顴部。
  • 這份研究結果表明,顴部可以提供一個持續測量玩家正面情緒的評價,互動期間,皺眉肌被腦力勞動影響著,皺眉EMG仍然能夠去測量玩家的情緒評價變化。

2011年10月28日 星期五

「書籍文獻」好設計不簡單


好設計不簡單
作者:唐納‧諾曼 Donald A.Norman
譯者:卓耀宗
出版社:台北遠流
出版日期:2011年10月16日
  • 複雜與繁雜看似一樣,複雜是外在環境,繁雜則是會引起人們的心理認知上的困惑。
  • 追求簡單與複雜是需依照本身的心境與周遭環境、文化來配合。
  • 概念化模式=心智模式  擁有組織化的系統,就像隻蜘蛛網一樣,連結具有相似性質的物件與想法。在還沒想到下一個連結物件時,在潛意識中會不自覺出現幾個物件答案等待著我們連結,如果出現意想不到、天差地別的物件時,它就會使我們感到困惑。
  • 「指意」為可以引導人們去了解意義、詮釋意義的一種指標。
    故意的指意(deliberate signifiers )→人有意所形成的。
    自然發生的指意(incidental signifiers )→世界上的自然事物所引發出的意義
  • 認知失調→一種說服自己的思想行為,認定自己的選擇是正確的or 美妙的。
  • 強制功能→防止人們做出錯誤的行為,所故意設定的限制。ex 交通標誌。
  • 預先設定→可簡化我們與世界周遭環境所帶來的複雜,讓人們自動掉入設計師所設計的結構裡。
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簡單的事物並不是會使我們容易了解,簡化的太多會使我們感到困惑。好設計的背後通常包覆著許多複雜的心理、工作流程。
有些複雜的事物是不能被簡略的,為了讓我們容易使用複雜,我們必須將複雜做出系統化。因為複雜不能大辣辣的攤在使用者的面前,那只會讓使用者感到惱怒,我們要將複雜給隱藏,利用指意來帶領使用者進入複雜的世界。當複雜被系統化後,易使我們沉浸在複雜的規則之中,形成經驗。
一個成功的服務設計背後也是因為將許多事物的複雜給系統化,好服務就是將人的心理、服務的表面呈現、服務底下的組織等等給集結起來,先預想出人們的需要,藉由他們的關聯性,將一個一個的環節來連結在一起,形成一種服務設計。

2011年10月17日 星期一

「書籍文獻」快樂,從心開始

快樂,從心開始


作者:契克森米哈賴 Mihaly Csikszontmihalyi
譯者:張定綺
出版社:天下文化


  • 心流經驗為最優經驗,集中精神在自己所投入的事中,達成自己的目的,創造出更堅定的自我。但心流經驗並不是全都是代表“善”,原因是有些人們將自己的心流經驗建立在奴隸本身身上來達到自己所謂的最優經驗。
  • 享受不能提供最優的心流經驗,除非要集中注意力來分析享受物件的內在,不然單純的享受不能提升個人的經驗值。
  • 文化是對渾沌的一種防禦,它所置下的正確規則能夠讓人們產生強大的心流,就跟遊戲一樣。
  • 人類學家凱洛瓦(Roger Caillois),將能產生樂趣的遊戲或活動來按照所產生的經驗種類分為四大類。『競爭』→以比賽爭奪勝利為主的一切遊戲,如體育活動。『投機』→賭博。『眩暈』→擾亂正常的知覺,影響意識的改變,如轉圈圈、高空彈跳,吃毒品。『模仿』→以幻想創造出另一種現實,舞蹈、戲劇等等藝術活動。
  • 在體能上,我們可以靠著運動來解放身體,達到專心一志的心流經驗。在心靈方面,是將整個混沌的思想給整理一遍,進行控制毫無章節的思想,這樣的動作可讓我們重新思考問題的癥結點,尋求解決方法來讓自己的心靈更加提升,不僅得到心流的最優經驗,同時也提升心靈的成長。

  • 具有挑戰性的事物能讓使用者感受到心靈上的滿足,前提是依使用者本身的能力為基準。
感想:
          本書提到具有挑戰性的事物容易產生心流經驗,但現代科技發達,尋求的是能夠簡單得到自己所需的事物,例如一幅美麗的畫它要花個3天才能畫完,但一個photoshop就可以在2~3小時給完成一幅作品。
         在記憶力方面,在手機不普及時,我曾會沾沾自喜以前的我能記下許多朋友的電話,但自從擁有了手機之後,我在也記不下新朋友電話,因為我依靠著手機的電話簿,但我不禁在想,若是有個意外發生,手機無法使用,我該如何是好?腦中沒有任何記憶有關手機號碼可以求救,這是一件非常恐怖的事情,就算有電話亭也無法自救。
        科技帶來了方便,也同時抹殺了本身特有的能力, 現代的我們是否開始越來越難得到心流經驗了呢?因為想要的東西太多,太多不斷更新的資訊讓我們沒辦法專心一志。這並不是說科技不好,而是我們要怎樣在如洪流般的科技時代站穩自己的腳步,尋求自己的目標來實行最優的心流經驗,我想這是我們要好好的思考了。