terapie innovative

Curare la mente dei bambini con mondi virtuali e robot mobili: il progetto Krog

Il progetto KROG del Politecnico di Milano esplora nuove potenzialità tecnologiche per attività educativo-terapeutiche rivolte a bambini.
L’innovatività del progetto sta nel mix di interazione robotica e di interazione “full-body” (attraverso gesti e movimenti a distanza) con contenuti interattivi multimediali presentati su schermi medio-grandi

23 Dic 2015
Andrea Bonarini

Politecnico di Milano, Dipartimento di Elettronica, Informazione e Bioingegneria

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L’autismo è una disabilità intellettiva che ha incidenza significativa, e crescente, nella popolazione: 60 milioni di persone al mondo, 5 milioni in Europa, 500.000 in Italia, con un incremento del 70% nei casi diagnosticati in USA. Anche se l’autismo è di per sé inguaribile, si stanno esplorando possibili trattamenti per ri-educare le persone affette da questa sindrome ed aiutarle a raggiungere una migliore integrazione sociale e una maggiore autonomia nella vita quotidiana. In particolare, vi sono sempre maggiori evidenze empiriche che mostrano come strumenti digitali interattivi utilizzati a questo scopo, se utilizzati fin dall’età infantile, possono portare benefici significativi.

I bambini affetti da sindrome autistica sono in particolar modo attratti da “oggetti” che possano reagire a loro azioni, come robot o animazioni multimediali. Questi mezzi permettono loro di avere un ruolo attivo, altrimenti represso, e di sviluppare la comprensione dei meccanismi di causa-effetto attraverso interazioni che hanno molto meno sovraccarico emotivo delle relazioni tra esseri umani. Di conseguenza, la tecnologia digitale interattiva permette di realizzare processi terapeutici e formativi che facilitano la formazione di competenze nella sfera sociale e cognitiva non del tutto sviluppate.

Il progetto KROG del Politecnico di Milano integra due tecnologie che hanno, finora indipendentemente, fornito ottimi risultati nella direzione citata: i robot e le animazioni interattive (presentate su schermi di grosse dimensioni) controllate attraverso la rilevazione del movimento. Integrando questi elementi, il sistema KROG permette di coinvolgere i bambini autistici in attività di gioco e di apprendimento che sono uniche nel loro genere e che, sulla base delle sperimentazioni esplorative svolte, risultano particolarmente efficaci per questi soggetti.

Il sistema KROG

Nell’ambito del progetto KROG, è stato sviluppato il robot Teo con caratteristiche innovative per il tipo di intervento previsto. Teo può muoversi senza vincoli sul pavimento, grazie a un sistema di ruote omnidirezionali. Le parti elettroniche e meccaniche sono integrate nella parte inferiore del corpo del robot, che include anche sensori di distanza usati per creare una relazione con il soggetto. La parte superiore, fino all’altezza di 60 cm è un corpo ovoidale, coperto di stoffa morbida, e riempito di polistirolo in pallini, con lo scopo di fornire un oggetto abbracciabile, accarezzabile, ma anche robusto rispetto a eventuali azioni violente. Sul corpo sono applicati sensori di forza che permettono di rilevare l’interazione tattile come abbracci, carezze, pugni, ecc. Sul fronte del corpo è presente una superficie magnetica a cui sui possono affiggere elementi di possibili facce ed espressioni, scelti dal soggetto. La parte superiore del corpo di Teo ha un cappello che integra un insieme di pulsanti attraverso i quali il bambino può esprimere le proprie scelte in risposta alle indicazioni espresse dai terapisti o dal gioco in corso.

Il sistema di controllo di Teo è integrato con una sofisticata applicazione su PC che gestisce la presentazione di animazioni interattive su schermo medio-grande e la loro dinamica in risposta al comportamento di Teo e del bambino, e sulla base della “logica” del gioco in corso. Un sensore di movimento del corpo (Microsoft Kinect) è posto sotto lo schermo ed è in grado di rilevare sia Teo, sia i gesti e movimenti del soggetto.

Le attività di gioco

Le sessioni di gioco iniziano tipicamente con una fase di familiarizzazione con Teo e i contenuti del gioco. Il bambino è poi chiamato a partecipare al gioco e ad eseguire i comportamenti che esso richiede, in cui si sfruttano la fisicità, i movimenti, la manipolazione del robot, la possibilità di spostamento di Teo nello spazio e la forte attrattiva data dal grande schermo. Le azioni richieste ai bimbi sono intese ad offrire stimoli sensoriali mirati, e a sviluppare una relazione sociale con Teo, insieme con capacità di attenzione, concentrazione, e comprensione di semplici task.

Uno dei giochi prevede l’uso del robot come “strumento emotivo” e partner di gioco, per stimolare le risposte dei bimbi a semplici domande poste sullo schermo, ad esempio il riconoscimento di colori o di oggetti. In un altro gioco, ispirato al diffuso “strega comanda color…”, un personaggio sullo schermo invita Teo e il bimbo a raggiungere un’area colorata sul pavimento. Teo può raggiungere il posto giusto, più o meno velocemente, oppure andare su un posto sbagliato e richiedere l’aiuto del soggetto per raggiungere la posizione corretta.

Sperimentazione

Il sistema KROG è stato finora valutato con uno studio sperimentale presso un centro terapeutico coinvolgendo più di 20 bambini (età 5-13) con diversi gradi di disabilità e 10 terapisti/educatori. Sono stati riscontrati un alto grado di accettabilità dello strumento da parte degli operatori e dei bimbi, e un significativo potenziale educativo anche per un target più ampio (inclusi gli adulti con disabilità intellettiva), che verrà misurato in modo sistematico negli ulteriori studi empirici in corso. In alcuni casi sono stati osservati comportamenti sociali che non erano stati manifestati precedentemente. Ad esempio, un bimbo con fortissimi problemi di interazione sociale, ha trovato un modo personale di ottenere delle specifiche reazioni da Teo, costruendo un rapporto causa-effetto di cui il bimbo stesso era attore protagonista della situazione. Ancora più interessante, quando è stata svolta una sessione con Teo in gruppo, il bimbo ha mostrato agli altri la sua scoperta recuperando una relazione sociale mai apparsa prima.

Una sperimentazione sistematica a lungo termine (6 mesi) è in corso presso una diversa struttura riabilitativa, coinvolgendo 10 soggetti autistici, 5 bimbi e 5 adulti.

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