Jueves, 18 abril 2013
Medicina

Terapia para niños autistas mediante un pequeño robot humanoide

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"¡Aiden, mira!", exclama NAO, un robot humanoide de unos 60 centímetros (dos pies) de alto, mientras señala a una pantalla situada en una pared alejada. En la pantalla, ha aparecido un célebre personaje de dibujos animados, el perro Scooby Doo. Aiden, un niño de tres años y medio que padece trastornos del espectro autista, mira en la dirección a la que el robot le señala.

NAO es la parte más llamativa y visible de un elaborado sistema de cámaras, sensores y ordenadores diseñado específicamente para ayudar a niños como Aiden a coordinar su atención con la de otras personas hacia objetos en su entorno.

Esta habilidad social básica se llama atención compartida. Por lo general, los niños pequeños la aprenden de manera espontánea y natural a medida que crecen. Los niños con autismo, sin embargo, tienen dificultad para dominarla, y esa incapacidad puede dar lugar a diversos problemas de aprendizaje conforme pasan los años.

Un equipo interdisciplinario de ingenieros mecánicos y expertos en autismo de la Universidad Vanderbilt, en Nashville, Tennessee, Estados Unidos, ha desarrollado el sistema y lo ha usado para demostrar que los sistemas robóticos pueden ser herramientas eficaces para mejorar las habilidades sociales básicas de aprendizaje de los niños con trastornos del espectro autista.

[Img #13093]Los investigadores constataron que los niños con tales trastornos con quienes probaron el sistema prestaron más atención al robot que a un terapeuta humano, y siguieron las instrucciones del robot casi tan bien como siguieron las del terapeuta humano, en ejercicios estándar utilizados para desarrollar las habilidades de atención compartida.

Los resultados de la investigación indican que los robots podrían desempeñar un papel crucial en ayudar a lidiar con el creciente problema de salud pública generado a raíz del rápido aumento en la cantidad de niños diagnosticados con trastornos del espectro autista. Hoy, en países como Estados Unidos, a uno de cada 88 pequeños (uno de cada 54 niños varones) se le diagnostican trastornos del espectro autista. Esto representa un incremento del 78 por ciento en sólo cuatro años.

El impulso inicial para el proyecto vino de Nilanjan Sarkar, profesor de ingeniería mecánica e ingeniería computacional en la Universidad Vanderbilt.

Hace seis años, con ocasión de una visita a su primo en la India, Sarkar se enteró de que al hijo de este primo suyo le habían diagnosticado trastornos del espectro autista. "Después de informarme más sobre el autismo, se me ocurrió que mi investigación podría ser valiosa para el tratamiento de los trastornos del espectro autista” recuerda Sarkar.

En aquella época, varios experimentos acababan de sugerir que los niños pequeños en general, y sobre todo los que además padecen trastornos del espectro autista, encontraban muy atrayentes a los robots. Eso le daba una ventaja al equipo de Sarkar, pero él y sus colegas tenían que saber aprovecharla. "No basta solo con colocar un robot frente a un niño para que esto funcione", enfatiza Zachary Warren, director del Instituto para la Investigación y Tratamiento de Trastornos del Espectro Autista (TRIAD, por sus siglas en inglés) en el Centro Kennedy, dependiente de la Universidad Vanderbilt. "Es necesario desarrollar una sofisticada estructura adaptativa alrededor del robot para que funcione".

A fin de desarrollar esta estructura, Sarkar y Warren reclutaron a especialistas de muy variadas materias, como por ejemplo Esubalew Bekele (ingeniería electrónica y computacional) y Uttama Lahiri (ingeniería mecánica). También se contó con Amy Swanson (jefa de proyecto en el TRIAD), y Julie Crittendon, psicóloga y pediatra en el Centro Médico de la Universidad Vanderbilt.

[Img #13094]El equipo de investigación, habiendo determinado que un sistema robótico tenía el mayor potencial para trabajar con niños pequeños afectados por trastornos del espectro autista, construyó un "entorno inteligente" a partir de NAO, un robot humanoide comercial hecho en Francia, cuya arquitectura de control fue mejorada para el nuevo cometido.

Así funciona el sistema: El pequeño robot está sobre una mesa. La habitación está equipada con varias cámaras de bajo costo (del tipo webcam) que están orientadas hacia la silla donde se sienta el niño. La labor de las cámaras y del software que las controla y que analiza sus imágenes es efectuar un seguimiento de los movimientos de la cabeza del niño, de modo que el sistema pueda determinar hacia dónde él o ella están mirando. El robot adapta su comportamiento a cada niño automáticamente, dependiendo de cómo él o ella esté reaccionando.

NAO ha sido programado con una serie de comentarios verbales, como "¡Mira ahí!", y gestos afines, todo lo cual reproduce el conjunto básico de señales verbales y gestuales que un terapeuta humano suele usar con un niño pequeño aquejado de autismo, a fin de ejercitarle en la habilidad social de la atención compartida.

El sistema de prueba así instalado permitió a los investigadores verificar el grado de eficacia del sistema robótico y compararlo con el logrado por terapeutas humanos, en la enseñanza de la atención compartida en una docena de niños de 2 a 5 años de edad, seis con trastornos del espectro autista y otros seis con un nivel de desarrollo típico que constituían el grupo de control.

El equipo de investigación alternó sesiones de entrenamiento dirigidas por humanos, con otras dirigidas por robots, y comparó la mejora de los niños.

Los resultados indican que los niños de ambos grupos pasaron más tiempo mirando al robot que al terapeuta humano. Durante las sesiones dirigidas por humanos, los niños del grupo de control pasaron significativamente más tiempo mirando al terapeuta que los niños con trastornos del espectro autista. En las sesiones dirigidas por robots, sin embargo, ambos grupos pasaron aproximadamente la misma cantidad de tiempo mirando al robot.

Conviene dejar claro que el sistema no está diseñado para reemplazar a los terapeutas humanos, sino para complementar su trabajo con sesiones extra en el hogar del niño, o para aquellas situaciones en las que no sea posible contar con las sesiones necesarias impartidas por un terapeuta humano. Un terapeuta hace muchas cosas que no pueden hacer los robots. Pero un sistema robótico podría proporcionar gran parte de la práctica repetida de acciones sencillas que es esencial para el aprendizaje. El costo de sistemas robóticos como éste continuará bajando en el futuro cercano, de modo que el precio del sistema, una vez perfeccionado y optimizado, debería estar al alcance de mucha gente.

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