ربات شریفی‌ها: درمان اختلال یادگیری

در یک پژوهش جدید، پژوهشگران موسسه آموزش عالی صنعتی شریف توانستند یک ربات اجتماعی رومیزی به نام “تابان” را ساخته و ارائه دهند که برای کمک به کودکان نارساخوان طراحی شده است. این ربات هدفش افزایش مهارت خواندن کودکان است و از طریق تمرین‌های آموزشی با آنها تعامل دارد. با توجه به اثربخشی بالای این فناوری نوپیدا، امیدواریم که ربات‌های هوشمند مانند “تابان” در آینده بتوانند به طور گسترده در حوزه‌های آموزشی و درمانی برای کودکان نارساخوان مورد استفاده قرار بگیرند. به علاوه، ربات “تابان” به عنوان یک پروژه دکتری مورد توجه قرار گرفته و جوایز متعددی از جمله مقام اول در مسابقات مختلف را کسب کرده است.

به گزارش دیجیاتور به نقل از موسسه آموزش عالی صنعتی شریف، پژوهشگران و محققین آزمایشگاه مکاترونیک اجتماعی شناختی موسسه آموزش عالی صنعتی شریف موفق به ساخت یک ربات اجتماعی رومیزی به نام «تابان» برای کمک به کودکان نارساخوان شدند. این ربات که نهمین ربات بومی ساخته شده در آزمایشگاه مکاترونیک اجتماعی شناختی موسسه آموزش عالی شریف است، به کودکان نارساخوان کمک می‌کند تا مهارت خواندن خود را با انجام تمارین تقویت نموده و آن را ارتقا دهند.

بنا بر این گزارش؛ ضعف در خواندن منجر به ناتوانی در جنبه‌های مختلف زندگی به‌ویژه شرایط تحصیلی نامناسب، مشکلات روان‌شناختی و رفتاری می‌شود. کودکان مبتلا به نارساخوانی با وجود برخورداری از هوش طبیعی، ممکن است در اثر کم‌اطلاعی مربیان در مدارس عادی با شکست‌های تحصیلی پی‌درپی مواجه شوند که این اتفاق می‌تواند حتی منجر به ترک تحصیل آن‌ها و بروز رفتارهای ضداجتماعی شود.

کودکانِ با نیازهای ویژه از جمله کودکان نارساخوان، برای آموزش و یادگیری نیاز به ابزارهای ویژه دارند. امروزه با پیشرفت تکنولوژی، فناوری‌های نوین کمک‌آموزشی مانند ربات‌های اجتماعی می‌تواند نقش مؤثری در این زمینه ایفا کند. مطالعات نشان داده که کودکان در سنین دبستان با توجه به جذابیت سمعی و بصری ربات، انگیزه زیادی برای انجام تکالیف آموزشی از طریق بازی و تعامل با ربات دارند. از طرفی ربات هم بسیار باحوصله و صبور است و به عنوان «دستیار معلم» هیچ‌گاه از انجام تکالیف تکراری با کودکانی که نیاز به تمرین و ممارست بیشتر دارند، خسته نمی‌شود. همچنین در پژوهش‌ها اثبات شده که کودکان با توجه به اقتضاء سن خود، حرف‌شنوی بالایی از رباتها دارند حتی بیشتر از والدین، مربی و یا پرستار؛ که این مطلب اثربخشی بالای این فناوری نوپدید را نوید می‌بخشد.

ویژگی‌های ربات تابان

مهم‌ترین ویژگی این ربات شش درجه آزادی که دلیل نام‌گذاری آن به «تابان» نیز می‌باشد، دارا بودن یک پروژکتور به همراه ماسک نیمه شفاف در سر ربات است که صورتی سه‌بعدی و درخشان برای ربات به ارمغان آورده است. سر پروژکتوری به همراه ماسک قابل تعویض، به ربات این قابلیت را می‌دهد تا از طریق جای‌گذاری ماسک‌های مختلف، نقش‌های متفاوتی اعم از دستیار معلم، همکلاسی و نوآموز را در تعامل با کودکان در مداخلات بالینی بر عهده گیرد. تنوع شخصیت‌های ربات، جذابیت کلاس‌های آموزشی را برای کودکان افزایش می‌دهد و مانع از خسته شدن آن‌ها در طول جلسات و فرآیند آموزش می‌شود. علاوه بر این، یک نمایشگر لمسی در قسمت جلوی بدنه ربات تابان جانمایی شده که کاربری تخته سیاه را دارد و ربات می‌تواند برای مثال تمرین‌های آموزشی خود را به کمک آن به مخاطب نشان دهد و زمانی که کودک پاسخ سوالی را میدهد، بازخوردی مناسب بر روی نمایشگر به او ارائه نماید.

ربات تابان دارای سنسورها و عملکرهای متفاوتی است که به کمک یک سیستم‌عامل رباتیکی نصب شده بر روی پردازنده مرکزی، برنامه ریزی شده و از این طریق حرکات ربات در سناریوهای مختلف کنترل می‌شود. AI پیاده‌سازی شده بر روی ربات کاملاً به‌روز و پیشرفته است و برای ارتباط با کودک از جدیدترین پروتکل‌های هوشمند ارتباط کاربر و ربات استفاده شده است. ارتباط کودک با ربات می‌تواند از سه روش دیداری، شنیداری و استفاده از برنامه تلفن همراه اختصاصی ربات برقرار شود.

در ارتباط دیداری، ربات در قسمت جلوی سینه دارای یک دوربین جهت شناسایی افراد و تشخیص حالت چهره آن‌ها است. ارتباط شنیداری به کمک میکروفون و آرایه میکروفونی ربات ممکن می‌شود و ربات می‌تواند ضمن تشخیص جهت صدا، گفتار مخاطب را نیز تشخیص داده، پردازش کند و از طریق مدل‌های زبانی بزرگ پاسخ مخاطب را داده و با او از طریق بلندگوی خود به زبان فارسی تعامل نماید. همچنین برای سناریوهای تعاملی از یک برنامه تلفن همراه جهت ارتباط با کودک استفاده می‌شود که می‌تواند بر روی موبایل، تبلت و هر سیستم‌عامل دیگری نصب گردد و از طریق شبکه محلی با ربات ارتباط گیرد. کودک به کمک این برنامه به تعامل آموزشی از طریق بازی و پرسش و پاسخ با ربات می‌پردازد و ربات متناسب با جواب کودک به او بازخورد جذابی ارائه داده و او را راهنمایی مینماید. تمامی بازی‌های پیاده شده بر روی ربات منطبق با فعالیت‌های آموزشی کودکان نارساخوان است که در مراکز اختلال یادگیری انجام می‌پذیرد.

ارائه بسته کمک آموزشی تابان

در این طرح پژوهشی، بازی‌های آموزشی ارائه‌شده برای کودکان نارساخوان محدود به ربات نمی‌شود، بلکه از مدل طراحی شده ربات برای توسعه بسته فناورانه و کمک‌آموزشی کودکان استفاده شده که علاوه بر ربات، شامل برنامه اندرویدی و بازی VR بوده و هزینه پایین‌تری نسبت به ربات دارند. برنامه تلفن همراه ربات این قابلیت را دارد که هم با اتصال به ربات و هم با استفاده از ربات مجازی به تعامل با کودک بپردازد. علاوه بر این، یک بازی VR با استفاده از آواتار سه‌بعدی ربات و تمارین مشابه توسعه یافته که در آن کودک در محیط سه‌بعدی طراحی شده که حس غوطه‌وری و تمرکز بیشتری دارد، با راهنمایی ربات مجازی تکالیف را انجام می‌دهد. در بازی VR ربات از قید درجات آزادی محدود رها شده و می‌تواند پرواز کرده، شلیک کند، کلمات را برش بزند و با تعاملات بیشتر از طریق مکانیزم‌های جذاب و متنوع در بازی، به‌مراتب انگیزه بیشتری در کودکان برای یادگیری از طریق بازی ایجاد نمایند.

شایان ذکر است؛ پیشرفت سریع و چشمگیر AI در سال‌های اخیر به خصوص در حوزه پردازش گفتار و مدل‌های زبانی، می‌تواند تسهیل‌گر و زمینه‌ساز حضور AI و ربات‌های اجتماعی هوشمند از جمله تابان در تعاملات آموزشی و نویدبخش تحول در زمینه آموزش کودکان نارساخوان وگفتاردرمانی باشد. امید است که در آینده‌ای نزدیک ربات‌ها که نسخه‌های تجسم یافته AI هستند، به عنوان ابزارهای جذاب آموزشی و درمانی جایگاه ویژه‌ای در حوزه آموزش و سلامت کودکان برخوردار باشند. در حال حاضر طراحی، ساخت و توسعه ربات‌های اجتماعی و شناختی و سامانه‌های VR در حوزه آموزش، کمک درمان و سرگرمی کودکان و افراد با نیازهای ویژه، هدفی است که توسط پژوهشگران آزمایشگاه مکاترونیک اجتماعی شناختی موسسه آموزش عالی صنعتی شریف دنبال می‌شود.

گفتنی است؛ بسته آموزشی ربات تابان آذرماه ۱۴۰۲ مقام اول مسابقات کنفرانس بین‌المللی مکاترونیک اجتماعی ۲۰۲۳ را کسب کرد. در این کنفرانس که در شهر دوحه قطر برگزار شده بود، دو مقاله ارائه شده برای تعاملات بالینی ربات تابان به عنوان نامزد یکی از سه ارائه برتر دانشجویی و یکی از سه پوستر برتر کنفرانس نیز شناخته شدند. همچنین در بخش نمایشگاه و مسابقات خلاقیت کنفرانس بین‌المللی مکاترونیک و مکاترونیک ۲۰۲۳ که آذرماه ۱۴۰۲ در موسسه آموزش عالی تهران برگزار شد، ربات تابان حائز رتبه اول بخش دانشجویی شد.

علاوه بر این در بهمن‌ماه ۱۴۰۲ تابان موفق به کسب مقام اول دومین جشنواره ملی فناوری‌های توان‌بخشی در محور ایران جوان شد که در موسسه آموزش عالی علوم توانبخشی و سلامت اجتماعی برگزار شده بود. این ربات که در نمایشگاه محصولات دانش‌بنیان خانه پیشرفت و فناوری ایران (IHIT) به عنوان یکی از دستاوردهای شاخص ستاد توسعه علوم و فناوری‌های شناختی به نمایش گذاشته شده بود، مورد بازدید رئیس‌جمهور نیز قرار گرفت.

این طرح (ربات اجتماعی تابان) در قالب پژوهش دکتری با همکاری دکتر علی مقداری، دکتر علیرضا طاهری، دکتر مینو عالمی، دکتر حمیدرضا پوراعتماد و مهندس مجتبی شهاب، با حمایت معاونت پژوهشی موسسه آموزش عالی صنعتی شریف و همچنین ستاد توسعه علوم و فناوری شناختی معاونت علمی و فناوری به انجام رسیده است.

پژوهشگران موسسه آموزش عالی صنعتی شریف موفق به ساخت ربات اجتماعی رومیزی به نام «تابان» برای کمک به کودکان نارساخوان شدند. این ربات که نهمین ربات بومی ساخته شده در آزمایشگاه مکاترونیک اجتماعی شناختی موسسه آموزش عالی شریف است، به کودکان نارساخوان کمک می‌کند تا مهارت خواندن خود را با انجام تمارین تقویت نموده و آن را ارتقا دهند.ضعف در خواندن منجر به ناتوانی در جنبه‌های مختلف زندگی به‌ویژه شرایط تحصیلی نامناسب، مشکلات روان‌شناختی و رفتاری می‌شود. کودکان مبتلا به نارساخوانی با وجود برخورداری از هوش طبیعی، ممکن است در اثر کم‌اطلاعی مربیان در مدارس عادی با شکست‌های تحصیلی پی‌درپی مواجه شوند که این اتفاق می‌تواند حتی منجر به ترک تحصیل آن‌ها و بروز رفتارهای ضداجتماعی شود.