عنوان

پیاده‌سازی فعالیت‌های ورزشی بر روی ربات انسان‌نما و هوشمندسازی آن جهت کاهش رفتارهای کلیشه‌ای در کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم,‮‭Implementation of Exercise Activities on Humanoid Robot and Making It Intelligent to Reduce Stereotyped Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorder‬

Number

‭۲۳۱۵۸پ‬

.Language of Text, Soundtrack etc

per

Title Proper

پیاده‌سازی فعالیت‌های ورزشی بر روی ربات انسان‌نما و هوشمندسازی آن جهت کاهش رفتارهای کلیشه‌ای در کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم

Parallel Title Proper

‮‭Implementation of Exercise Activities on Humanoid Robot and Making It Intelligent to Reduce Stereotyped Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorder‬

First Statement of Responsibility

/عذرا آریانیا

Name of Publisher, Distributor, etc.

: علوم مهندسی برق وکامپیوتر

Date of Publication, Distribution, etc.

، ‮‭۱۳۹۹‬

Name of Manufacturer

، راشدی

Specific Material Designation and Extent of Item

‮‭۱۳۵‬ص‬

Text of Note

چاپی - الکترونیکی

Dissertation or thesis details and type of degree

دکتری

Discipline of degree

مهندسی کامپیوتر گرایش هوش مصنوعی و رباتیکز

Date of degree

‮‭۱۳۹۹/۰۴/۳۱‬

Body granting the degree

تبریز

Text of Note

اختلال طیف اوتیسم یک بیماری اختلال رشدی است که دارای سه مشخصه اصلی، ناتوانی در برقراری روابط اجتماعی، ناتوانی در ارتباطات کلامی و غیرکلامی و بروز رفتارهای کلیشه‌ای می‌باشد .رفتارهای کلیشه‌ای به عنوان یکی از اصلی‌ترین مشخصه‌های کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم باعث ایجاد مشکلاتی مانند بروز رفتارهای خودآزاری و پرخاشگری و مانعی برای یادگیری مهارت‌های اجتماعی و ارتباطی می‌شوند .افزایش آمار کودکان اوتیسمی و مشکلات به وجود آمده از رفتارهای کلیشه‌ای آن‌ها انگیزشی برای انجام مداخلاتی در جهت کاهش این رفتارها می‌باشد .از جمله این مداخلات، انجام فعالیت‌های ورزشی است که علاوه بر سادگی و کمک به سلامتی، تأثیر چشم‌گیری در کاهش رفتارهای کلیشه‌ای این بیماران دارد .از سوی دیگر، بررسی‌ها نشان داده است که کودکان اوتیسمی به دلیل خصلت انسان گریزی، علاقه زیادی به ربات‌ها دارند .همچنین تحقیقات موجود این فرضیه را به اثبات رسانده است که ربات‌های انسان‌نما در مقایسه با ربات‌هایی با ظاهر حیوانات و اشیا، برای کودکان اوتیسمی دارای جذابیت بیشتری هستند .پژوهشگران از این ربات‌ها به منظور بهبود رفتارهای اجتماعی، توجه اشتراکی و گفتار درمانی کودکان اوتیسمی بهره گرفته‌اند .با این وجود، در پژوهش‌های موجود، کاهش رفتارهای کلیشه‌ای کودکان اوتیسمی مورد توجه قرار نگرفته است .از این رو، به کارگیری ربات‌های انسان‌نما در کنار تأثیر مداخلات ورزشی جهت کاهش رفتارهای کلیشه‌ای برای اولین بار، در رساله حاضر مورد توجه قرار می‌گیرد .با توجه به نکات ذکر شده فوق، هدف اصلی رساله حاضر ارائه روشی هوشمند جهت بهبود رفتارهای کلیشه‌ای کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم در زمان تقلید از حرکات ورزشی انجام شده توسط یک ربات انسان‌نما است .آنچه که باعث کاهش انجام رفتارهای کلیشه‌ای کودکان می‌شود، انجام حرکاتی است که ربات انجام داده و کودک از آن تقلید می‌کند .هر چه کودک به انجام حرکات علاقه‌مندتر باشد و حرکات برای او جذاب‌تر باشند، مشارکت اجتماعی کودک بیشتر شده و در نتیجه کودک کمتر به انجام رفتارهای کلیشه‌ای مشغول خواهد شد .بنابراین، آنچه که در این رساله به آن پرداخته می‌شود، ارائه روشی هوشمند می‌صباشد که به دنبال یافتن بهترین دنباله از حرکات است .دنباله‌ای که بیشترین بهبود را بر روی رفتارهای مشارکت اجتماعی کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم داشته باشد .راهکار پیشنهادی در این رساله جهت حل مساله، در دو گام اصلی تعریف و پیاده‌سازی می‌شود .در گام اول، تعدادی حرکت ورزشی مناسب طی چندین جلسه توسط مربی انسانی و ربات انسان‌نما انجام شده و از کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم خواسته می‌شود که از این حرکات تقلید کرده و رفتارهای مشارکت اجتماعی آنها در حین انجام این حرکات بر مبنای معیارهای ارزیابی در نظر گرفته شده مورد بررسی قرار گرفته و مقایسه می‌شوند .نتایج به دست آمده از علاقه‌مندی بیشتر کودکان شرکت‌کننده در آزمایش‌ها به تقلید از ربات نسبت به مربی انسانی حکایت دارد .در گام دوم، یک الگوریتم تصمیم‌گیری مبتنی بر الگوریتم راهزن با چند بازو ‮‭(MAB)‬ برای انتخاب بهترین دنباله از حرکات ربات که توسط کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم تقلید می‌شوند جهت بهبود رفتارهای مشارکت اجتماعی آنها در حین تقلید پیشنهاد می‌شود .الگوریتم پیشنهادی یک الگوریتم ‮‭MAB‬ مخالف ریسک‮‭MAB) - (EVaR‬مبتنی بر معیار ریسک مقدار آنتروپی در معرض ریسک می‌باشد که به دنبال انتخاب بهترین دنباله از حرکات است .نتایج ارزیابی الگوریتم پیشنهادی و مقایسه آن با تعدادی از الگوریتم‌های ‮‭MAB‬ مخالف-ریسک بر روی سناریوهای مصنوعی و سناریوی واقعی مساله ذکر شده در رساله نشان می‌دهد که‮‭MAB - EVaR‬دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر الگوریتم‌ها بر اساس معیارهای پایداری در برابر تغییر پارامترها و اجتناب از ریسک بوده و در نتیجه منجر به بهبود بیشتر رفتارهای مشارکت اجتماعی کودکان مبتلا به اختلال طیف اوتیسم شرکت کننده و در نتیجه کاهش تکرار رفتارهای کلیشه‌ای در جلسات آزمایش‌ها شده است

Text of Note

Autism Spectrum Disorder (ASD) as a developmental disorder is characterized by impairments in social interactions, verbal and nonverbal communication, and a tendency to engage in restricted, repetitive, or stereotyped behaviors. Stereotyped behaviors as one of the main characteristics of the children with ASD causes some difficulties such as exhibition the masochism and aggressive behaviors, impairments in the learning of social and communication skills. Raising the prevalence rate of ASD and difficulties due to the exhibition of their stereotyped behaviors motivates us to conduct treatment methods to reduce these behaviors. Exercise activities as one of the treatment methods, provide the simplicity in executing and improving health, and also have remarkable effects on reducing the stereotyped behaviors of these children. On the other hand, children with ASD are interested in robots due to their reluctance to communicate with humans. Moreover, the conducted researches have proven the hypothesis that the children with ASD more attracted to the humanoid robot compared to the robots with the appearance of animals or other objects. The researchers have utilized the social robots to improve the social behaviors, joint attention, and speech communication of children with ASD. However, the conducted studies have not addressed the reduction of the stereotyped behaviors of children with ASD. Therefore, in this dissertation, for the first time, the usage of the humanoid robot based on the exercise interventions, have addressed to reduce the stereotyped behaviors of children with ASD. According to the above mentioned, this dissertation aims to provide an intelligent method to improve the stereotyped behaviors of children with ASD during the imitation of the humanoid robots exercise movements. Therefore, the childs imitation of the robots movements can reduce the stereotyped behaviors of the children with ASD. The more attraction of the child to the robots movements leads to increasing the social engagement of the child, and thus, the engagement of the child in the stereotyped behaviors decreases. Therefore, this dissertation proposes an intelligent method to find the best sequence of the movements, which improves the social engagements of the children with ASD. The proposed method is carried out in two main phases. In the first phase, the children with ASD are asked to imitate several appropriate exercise movements which are performed by a human partner and a humanoid robot during some trial sessions. The social engagement of the children during the imitation is investigated and compared based on the considered evaluation measures. The obtained results indicated that the attraction of the participants to the robot is higher compared to the human partner. In the second phase, the decision-making algorithm is proposed based on the Multi-Armed Bandit (MAB) problem to select the best sequence of the movements to improve the social engagements of the children during the imitation of the robots movement. The proposed algorithm is a risk-averse MAB (EVaR-MAB) based on the Entropic Value at Risk (EVaR) measure that selects the best sequence of the movements. The obtained results of the proposed algorithm on some artificial scenarios and a real-world scenario demonstrate that EVaR-MAB has a better performance compared to some well-known risk-averse MAB algorithms in terms of their robustness (sensitivity w.r.t. parameters) and risk avoidance which results improving the social engagement of the children with ASD and thus reducing the stereotyped behaviors of the participant during the trial sessions

Parallel Title

‮‭Implementation of Exercise Activities on Humanoid Robot and Making It Intelligent to Reduce Stereotyped Behaviors in Children with Autism Spectrum Disorder‬

آریانیا، عذرا

Aryania, Azra

Public note

سیاه و سفید

نمایه‌سازی قبلی