Multi-modal communication interactions between socially assistive robot and people with neurodevelopmental disorders

Communication plays a vital role in human life in fact it serves five major goals: informing, expressing feelings, imagining, influencing, and meeting social expectations. It could be very difficult for people with Neurodevelopmental Disorders to communicate with others. NDD ranges from 0.4% to 3% of the worldwide population across countries and are characterized by early-onset deficits of variable severity in personal, social, academic, or occupational functioning. Over the years, a number of researches have shown how the support of socially assistive robots can be effective in therapy services. Considering the above mentioned information we have conducted an exploratory research for which we have created a reinforcement social activity with QTrobot where the participants can interact with different modalities: voice, cards and buttons. Our research question wants to investigate on one hand what is the most suitable interaction paradigm for people with NDD while interacting with a robot and on the other to find an efficient way to implement this type of interaction. For answering the first question we have conducted some qualitative research methods: focus groups, observations and surveys. We have involved two social educational centres: Fraternità e Amicizia" and "CSE Collage" for a total of 29 participants. Regarding the implementation we integrated in an existing open-source framework for human robot interaction, HARMONI, behaviour trees using python library, pytrees. This combination allowed us to come up with an efficient activity that comprises qualities of both. The whole research highlights that combining different communication paradigms can be a trump card in the interaction between this type of target and robots, engaging even more the first ones. In fact if we consider the gathered results from the participants, it arose that they would like to do activities with robot and that cards are the preferred interaction paradigm.

La comunicazione gioca un ruolo di vitale importanza nella vita quotidiana infatti è usata per: informare, esprimere sentimenti, immaginare, influenzare e soddisfare le aspettative sociali. Può essere tuttavia molto difficile per alcune persone comunicare con gli altri, come nel caso di persone con problemi del neurosviluppo (NDD). Gli NDD sono una fetta non trascurabile della popolazione che spazia tra lo 0.4% e il 3% della popolazione mondiale e sono caratterizzati da deficit di funzioni in ambito sociale, accademico e personale. Con il passare degli anni, un numero sempre maggiore di ricerche ha mostrato che i socially assistive robots possono essere molto utili nell’ambito terapeutico. Considerando le informazioni sopra citate abbiamo condotto una ricerca esplorativa per la quale abbiamo creato un'attività di rinforzo sociale con QTrobot dove i partecipanti possono interagire con diverse modalità: voce, carte e bottoni. Le nostre domande di ricerca sono duplici: da un lato vogliamo investigare sul miglior paradigma di interazione uomo-robot per persone con NDD, e dall’altro vogliamo trovare un modo efficiente per implementarlo. Per rispondere alla prima domanda abbiamo utilizzato alcuni metodi di ricerca qualitativi: focus group, osservazioni, questionari. Abbiamo coinvolto due centri per l’educazione sociale:"Fraternità e Amicizia" e "CSE Collage", per un totale di 29 partecipanti. Per quanto riguarda l’implementazione abbiamo integrato in un framework, già esistente e open-source per l'interazione uomo-macchina, HARMONI, alberi di comportamento usando una libreria di python chiamata pytree. Questa combinazione ci ha permesso di creare un’attività multimodale che comprendesse i vantaggi di entrambi i framework. L’intera ricerca ha evidenziato come la combinazione di diversi paradigmi di interazione possa essere una carta vincente nell’interazione uomo-robot risultando anche più coinvolgente per il primo. I risultati ottenuti dai partecipanti infatti mostrano che questi ultimi provano piacere nello svolgere attività con i robot e che le carte sono state il paradigma di interazione preferito.