We zijn tegenwoordig gauw geneigd om een teruggetrokken kind een autistisch kind te noemen. Voorzichtigheid is echter geboden! Met de term autisme bedoelen we eigenlijk de autismespectrumstoornis (ASS), waar onder meer onder vallen de autistische stoornis en de stoornis van Asperger (vaak syndroom van Asperger genoemd). Mensen met een autismespectrumstoornis hebben moeite met sociale interactie. De beroemde, zeer invloedrijke Engelse natuurkundige en wiskundige Isaac Newton (1643-1727) is hier een goed voorbeeld van. Hij leefde teruggetrokken en was niet eens in staat om een normaal gesprek te voeren.
De term autisme komt van het Griekse woord autos, dat ‘zelf’ betekent. Dit doet denken aan de ‘in zichzelf gekeerde’ of ‘op zichzelf gerichte’ houding van kinderen en volwassenen. Autisme is een pervasieve ontwikkelingsstoornis. Pervasive is het Engelse bijvoeglijke naamwoord voor ‘doordringend’. Dat wil zeggen dat het gaat om een stoornis die een doordringend karakter heeft en invloed heeft op allerlei levensgebieden. De kenmerkende problemen in de interactie en communicatie gaan soms gepaard met problemen op veel andere gebieden, zoals agressie, automutilatie (zelfverminking), hyperactiviteit, dwangmatig gedrag, tics, stemmingsstoornissen en slaapproblemen, epilepsie en verstandelijke beperkingen. Volgens Fleming is sinds 2004 het aantal kinderen met de diagnose autisme meer dan verdubbeld tot 1 op de 59. Sindsdien is er ook sprake van een enorme toename van allerlei hulpmiddelen (zoals ook de robots voor deze kinderen) (1).
Autisme wordt vaak ook gekenmerkt door een verminderd repertoire van activiteiten en interesses. Er wordt wel beweerd dat de hersenontwikkeling bij autisme atypisch verloopt: er ontstaat eerst een te groot hersenvolume op de leeftijd van twee tot vier jaar, waarna er in sommige hersengebieden een te trage groei optreedt en in andere gebieden de groei te vroeg stopt. De opvatting bestaat ook dat naast genetische factoren de kans op het ontstaan van autisme wordt vergroot door stofwisselingsstoornissen of infecties van het kind in de baarmoeder, een oudere vader of moeder en zuurstoftekort bij de geboorte. Recent onderzoek heeft aangetoond dat een ontsteking in de hersenen bij jonge kinderen ervoor zorgt dat specifieke neuronen in het cerebellum niet kunnen volgroeien. Dat cerebellum omvat de kleine hersenen, die veel te maken hebben met de motoriek en cognitieve functies als taal, sociale vaardigheden en emotionele zelfcontrole (2).
Symptomen
De symptomen van autisme treden al vroeg op, vaak zo rond het derde jaar. Fleming schreef over een jongetje van drie dat de diagnose autisme kreeg. Hij sprak in een- of tweewoordzinnen. Het ventje ging normaal vooruit, maar op den duur was er sprake van gebrek in oogcontact en gebrek aan spraakvooruitgang (3).
De algemene opvatting is dat autisten geen contact maken en motorische afwijkingen hebben door een ontwikkelingsstoornis. Ze kunnen soms onhandig zijn en stereotiep gedrag vertonen zoals fladderen met de handen of op de tenen lopen. Autisten kunnen slecht emoties en empathie ervaren. Ze begrijpen bijvoorbeeld soms niet wat er aan de hand is als een ander kind huilt. Bij autisten worden inderdaad stoornissen in het sociale brein gevonden waarin de chemische boodschappers vasopressine en oxytocine een cruciale rol spelen. Ze kunnen ook slecht lichamelijk contact voelen, maar kunnen daar wel behoefte aan hebben. Ze kunnen ook overgevoelig zijn voor bepaalde geluiden, maar het kan ook zo zijn dat ze zich zo concentreren en afgeleid zijn dat ze niets meer horen. Autisten kunnen nuttig zijn in de high technologie, omdat ze kwaliteiten hebben die daar juist nodig zijn: grote concentratie, een zeer goed waarnemingsvermogen en veel informatie kunnen opnemen.
Leerlingen met autisme hanteren ook andere leerstrategieën. Ze verwerken informatie anders dan leerlingen zonder autisme. Daardoor hebben zij in hun contacten met leerkrachten en medeleerlingen problemen met (verbale en non-verbale) communicatie, interactie en verbeelding. Aan de buitenkant is meestal niet te zien dat leerlingen autisme hebben; ze praten soms zelfs duidelijk en correct. Achter hun ogenschijnlijke zelfstandige voorkomen kunnen angst, sociale isolatie en sociaal onvermogen schuilgaan. Ze hebben al hun energie nodig om zich te kunnen handhaven in onze chaotische maatschappij en (school)omgeving, die voor hen onvoorspelbaar en daarmee onveilig is. Schijnbaar kleine voorvallen kunnen daardoor zoveel angst en stress oproepen dat ze opvallend of storend gedrag gaan vertonen (4).
Vanwege de genoemde kenmerken van autisten kunnen ze enorm veel baat hebben bij het gebruik van robots. Deze kinderen leven immers vaak teruggetrokken, zijn in zichzelf gekeerd, hebben moeite met sociale interactie en communicatie (gebrek aan oogcontact), hebben moeite met empathie en hebben een sociaal onvermogen. En juist op die gebieden kunnen robots, zoals we zullen zien, zoveel voor hen betekenen.
Robots in het algemeen
We wezen er al eerder op dat robots op diverse terreinen worden gebruikt: thuis (voor schoonmaken, boenen, stofzuigen, grasmaaien, als huisdiertjes, koken, biertappen), in de gezondheidszorg (bij medische ingrepen en revalidatie, voor informatie over medische handelingen, rondbrengen van eten en medicijnen, herinneren aan de inname van medicijnen, bij het schoonmaken en steriliseren van ruimtes).
De zorgrobot Tessa kan mensen met dementie ondersteunen: Tessa geeft gesproken berichten en herinneringen door, zorgt voor structuur in het dagelijks leven door taken te geven, geeft tips voor activiteiten, herinnert aan drinken, bewegen en opruimen, ondersteunt zelfstandig wonen en biedt zorg. Er wordt wel beweerd dat er per cliënt honderd minuten zorg per week minder kan worden gegeven met de inzet van Tessa. Zorg kan ook op afstand worden gegeven door verbale begeleiding. In ons land zijn er al meer dan 1500 Tessa’s ingezet. Zou het een oplossing kunnen zijn voor de vele vacatures in de zorg?
Daarnaast zijn er robots op het werk (voor schoonmaken, inspecties en de ontvangst van gasten). Over het gebruik in het onderwijs heb ik al het een en ander geschreven; hier kan nog aan worden toegevoegd dat je daar ook kunt leren hoe je robots kunt bouwen.
Robots voor autistische kinderen
Robots zijn zo programmeerbaar dat ze op een voorspelbare en gestructureerde manier kunnen communiceren, wat gunstig kan zijn voor kinderen met autisme (die hebben juist behoefte aan duidelijkheid en herhaling in hun sociale interacties). Ze kunnen de sociale interactie, emotieherkenning en communicatie van deze kinderen bevorderen. Fleming heeft onderzoek gedaan naar hoe autistische kinderen via robots leerden beter menselijk contact te leggen: A school in South Carolina tests whether a robot can be a bridge to deeper human connection for autistic children (5).
Ik geef hier enige voorbeelden van robots die juist voor deze kinderen van zo’n grote betekenis kunnen zijn.
De Milo robot
Dit is een humanoïde (op een mens lijkende) robot die in 2013 werd ontwikkeld door RoboKind aan de Vanderbilt Universkity in de VS (Nashville) en het resultaat is van onderzoek naar robotica en autisme-interventie. Milo werd op een bepaald moment in wel vierentwintig fabrieken vervaardigd en werd in veertig landen gebruikt. Zeno is de oudere broer van Milo, die relatief gezien nog vrij recent is. Hij is vooral bedoeld om te helpen bij sociale vaardigheden en emotionele expressie omdat hij geprogrammeerde interacties kan uitvoeren (ook geschikt in therapeutische omgevingen) (6). Er bestond al eerder een dergelijke robot, maar het bedrijf ontwierp een nieuwe robot speciaal voor kinderen met autisme.
Uiterlijk
Milo heeft een menselijk, jongensachtig lichaam, stekelig haar en een vriendelijke stem die op die van een kind lijkt. Gebleken is dat robots met een menselijk uiterlijk, met veel gezichtsuitdrukkingen, het beste werken bij deze kinderen. Hij kan veel bewegingen uitvoeren om emoties uit te drukken. Milo’s gezichtsuitdrukkingen kunnen tonen: angst, droefheid, geluk en frustratie. Hij gaat heen en weer; soms danst hij om correcte antwoorden te geven. Op zijn borst zit een videoscherm, dat symbolen toont. Verder heeft hij sensoren, camera’s en software voor gezichtsherkenning die de antwoorden van leerlingen vastlegt. Hij is speciaal geschikt voor kinderen met autisme en is te gebruiken door opvoeders, therapeuten en ouders. Hij zou ook helpen om een goede relatie met therapeuten op te bouwen.
Programma
Milo heeft een specifiek curriculum voor autisten (het Robot4Autism curriculum), waar veel research is aan voorafgegaan. Hij modelleert een reeks sociale situaties en deconstrueert ze in duidelijke taal. Het curriculum bevat kalmeertechnieken, voert gesprekken en geeft speeldatums, feestjes en verjaardagen aan. Hij geeft kinderen praktische informatie voor het interpreteren van emoties en lichaamsuitdrukkingen en hoe je bijvoorbeeld een goede vriend kunt zijn bij het samen spelen en het delen van speelgoed. Voortdurend wordt de hoeveelheid oogcontact van de kinderen en de snelheid van hun antwoorden gemeten. Hij kan ook aangeven of een kind verder moet gaan met een module of dat die juist nog eens moet worden herhaald. We spreken wel van chaining (ketenen): een methode om nieuwe vaardigheden te leren door een taak eerst te vereenvoudigen, bijvoorbeeld door hem in kleinere, haalbare stukjes op te delen. Het kind moet ieder onderdeel onder de knie krijgen voordat hij verder kan naar de volgende stap. Het is essentieel om kleine stapjes samen te voegen tot een meer complexe taak. En dat is juist iets waarbij een robot zo van betekenis kan zijn.
Doelgroep
Milo is er speciaal voor kinderen van vijf tot veertien jaar met autisme; hij is niet geschikt voor kleuters. Milo is het meest geschikt om te werken met kinderen die al vaardigheden hebben als symboolherkenning, de bekwaamheid om met ja of nee te antwoorden, de bekwaamheid om oorzaak en gevolg te begrijpen en de bekwaamheid om een tablet te gebruiken voor de communicatie. De instructeur en het kind hebben namelijk een tablet die gebruik maakt van sociale story’s en visuele modellering (die al succesvol is gebleken).
Resultaten
Het is al gebleken dat autistische kinderen veel opener werden door de robot. Ze bouwden met de robot zelfs een betere band op dan met mensen. Therapeuten spreken over 70% beter engagement dan therapeuten die niet met Milo werken. Dat engagement mat men door de toename van oogcontact, lichaamstaal en vriendelijkheid. De kinderen acteren op een meer gepaste wijze bij sociale situaties betreffende zelfmotivatie en zelfregulatie en kunnen dit ook in allerlei andere sociale situaties toepassen.
Conclusies
Gebaseerd op onderzoek is te concluderen dat Milo een effectief leermiddel kan zijn voor kinderen met autisme, in het bijzonder als het doel is de te ontwikkelen gedeelde aandacht. Overigens: het onderzoek over het gebruik van interactieve robots voor mensen met autisme staat nog in de kinderschoenen. Maar hoe dan ook, mijn mening is dat Milo (en andere robots) kunnen worden beschouwd als potentieel goed te gebruiken, maar dat er meer research nodig is voordat we dit voor honderd procent kunnen bevestigen. Zie ook Fleming (7).
Kritiek
Er bestaat ook scepsis over Milo. Hij kan nooit de mens vervangen. Maar dat is eigenlijk geen specifieke kritiek op Milo, want dat geldt voor alle robots. Wel wil ik er nog op wijzen dat Milo erg gericht is op de spraak- en taalontwikkeling.
Andere robots voor autistische kinderen
KASPAR
‘Kaspar’ is een leuke naam voor een robot, maar slechts weinig mensen weten dat het een afkorting is van Kinesics and Synchronization in Personal Assistent Robotics (er wordt ook wel gesproken over ‘Kasper’).
Ontstaan
Er is veel onderzoek aan voorafgegaan voordat de sociale KASPAR werd ‘geboren’. Het eerste prototype werd al in 2005 handmatig gemaakt. Van belang was het werk omstreeks 1998 van de Duitse computerwetenschapster Kerstin Dautenhahn. Zij was gespecialiseerd in sociale robotica en de interactie tussen mens en robot, en werkte al met robots en autistische kinderen. Veel studie is later verricht aan de Engelse universiteit van Hertfordshire bij de afdeling Adaptive Systems Research Group, een multidisciplinaire onderzoeksgroep die zich bezighoudt met kunstmatige intelligentie en robotica. Deze werkgroep was vooral geïnteresseerd in de vraag hoe mensen en machines met elkaar kunnen omgaan. In ons land houdt vooral de Limburgse Zuyd Hogeschool zich hiermee bezig met hun expertisecentrum voor innovatieve zorg en technologie. Hier wordt vooral onderzoek gedaan naar zinvolle interventies die gebruikmaken van KASPAR.
Uiterlijk
KASPAR is in diverse opzichten eenvoudiger dan Milo. Hij heeft ook een wat abstracte uitstraling en lijkt wat minder menselijk dan Milo. Toch ziet hij er vriendelijk uit met zijn eenvoudige menselijke uiterlijk. Hij lijkt op een jong kind met zijn hoogte van circa 120 cm en heeft een zachte buitenkant, waardoor contact comfortabel is voor kinderen.
Mogelijkheden
KASPAR is bedoeld om kinderen met autisme te helpen en is gericht op het aanleren van sociale vaardigheden (oogcontact en emotionele herkenning). KASPAR gebruikt gestructureerde taken en spellen om kinderen te helpen bij het leren van sociale en communicatieve vaardigheden door rollenspellen en educatieve activiteiten. Wat deze robot ook zo vriendelijk maakt, is dat hij emoties kan tonen (zonder die natuurlijk echt te hebben): blijdschap, verdriet, boosheid en verbazing. Dit kan op zekere hoogte helpen om emoties bij kinderen te herkennen en te begrijpen. Hij kan ook interactief reageren op acties en reacties van kinderen, waardoor die kunnen oefenen met sociale vaardigheden (oogcontact, gezichtsuitdrukkingen en spraak). Van belang is hierbij dat KASPAR aangepast kan worden aan de individuele behoeften van kinderen. Maar let wel: KASPAR kan nooit als een vervanging voor de mens dienen.
Onderzoek
In 2014 werden er in Limburg al testjes gedaan met een robot die autistische kinderen hielp. Van groot belang is in dit verband het promotieonderzoek (in 2018) bij de hogeschool Zuyd Heerlen/Maastricht van de bevlogen onderzoekster Claire Huijnen (A Touching Connection. Robot-mediated interventions for children with autism spectrum disorder). Zij gebruikte de robot KASPAR bij de 8-jarige Jonathan met de focus op het oefenen met communicatie en sociaal gedrag. Ze concludeerde dat autistische kinderen socialer werden, beter werden in communicatie en dat hun ontwikkeling werd bevorderd. KASPAR wordt nu nog steeds verder doorontwikkeld in samenwerking met de praktijk, gericht op het gebruik op grotere schaal. Met KASPAR kunnen verschillende soorten experimenten en proefjes worden uitgevoerd, zoals bij emotieherkenning: om te testen hoe goed mensen emoties bij de robot kunnen herkennen. Sociale interactie staat centraal: hoe reageren mensen op sociale interacties met een robot? Onderzocht is ook de taalontwikkeling bij kinderen (KASPAR als taalcoach). Verder is er aandacht voor de analyse betreffende de interactie van kinderen met een robot, worden er proefjes gedaan om te beoordelen hoe effectief KASPAR is bij het ondersteunen van therapieën en wordt er gekeken naar KASPAR als platform voor onderzoek naar robotica en kunstmatige intelligentie (je kunt nieuwe algoritmes en gedragingen ontwikkelen en testen met de robot). Hierbij dienen wel ethische overwegingen bij experimenten in de gaten te worden gehouden (vooral bij menselijke interactie en emotieherkenning).
Kosten
KASPAR is meestal behoorlijk prijzig (enkele duizenden tot tienduizenden euro’s).
Ook nuttig bij andere aandoeningen
KASPAR kan ook bij kinderen met ADHD worden ingezet via aandachts-en concentratieoefeningen, gestructureerde taken en feedback. Tevens kan hij nuttig worden gebruikt bij fysiotherapie voor het herwinnen van motorische functies. KASPAR kan ook van betekenis zijn voor mensen met angststoornissen, bijvoorbeeld als hulpmiddel bij de blootstellingstherapie (exposuretherapie: patiënten worden stapsgewijs en onder begeleiding blootgesteld aan de bron van hun angst of trauma; het dient uitgevoerd te worden in een gecontroleerde en ondersteunende omgeving). Ten slotte kan KASPAR ook nuttig zijn voor mensen met taalontwikkelingsstoornissen; het gaat dan om het oefenen van spraak en taal.
Zeno R25
De Zeno R25 robot heeft ook een mensachtig uiterlijk. Hij is ontwikkeld door het Belgische bedrijf Zora Robotics, dat zich vooral bezighoudt met robots voor de gezondheidszorg (assisteren van patiënten, verminderen van eenzaamheid bij ouderen). Hij is ook goed bruikbaar in het onderwijs.
Hij heeft een vriendelijk gezicht en beweegbare ledematen. Hij beschikt over spraakherkenning en spraaksynthese en heeft emotionele expressiemogelijkheden om de communicatie via gesproken taal te vergemakkelijken. Hij kan informatie geven, entertainment verzorgen, gezelschap houden en eenvoudige taken thuis uitvoeren. Hij kan autonoom navigeren in zijn omgeving en obstakels vermijden.
Keepon
Keepon is oorspronkelijk ontwikkeld door Hideki Kozima en Marek Michalowski en werd geïntroduceerd in 2003. Deze robot heeft veel bijgedragen aan het onderzoek van sociale robotica en de mens-robotinteractie. Het is een eenvoudige, gele robot met een vriendelijk gezicht met twee grote zwarte ogen en een constant glimlachende mond. Hij kan prima van dienst zijn bij emotieherkenning en sociaal gedrag. Ook in de populaire cultuur wordt er gebruik van gemaakt (muziekvideo’s en commercials).
NAO robot
De Nao robot is een kleine (4 tot 5 kilo wegende) humanoïde robot, vervaardigd door de TU Eindhoven. Hij kan van betekenis zijn bij het bevorderen van de communicatie en sociale interactie.
Blue-Bot
Dit is een product van de TTS Group. Het is een eenvoudige programmeerbare robot (via eenvoudige visuele programmeertaal) die je instructies kunt geven om te bewegen en verschillende taken uit te voeren. Op die manier kan hij helpen bij het ontwikkelen van basisvaardigheden op het gebied van programmeren en probleemoplossing; hij leert kinderen te begrijpen hoe robotica werkt.
QT-robot
Kenmerken
Deze robot heeft een ingebedde technologie; hij heeft zowel iets van een computer als van een sociaal wezen. Hij heeft een reeks ultrasone sensoren (camera’s, lidar = Light Detection and Ranging) voor het meten van afstanden en het in kaart brengen van objecten met behulp van laserimpulsen. Hij wordt gebruikt in autonome voertuigen en geografische informatiesystemen om de omgeving te begrijpen en te navigeren. Hij kan autonoom bewegen en heeft niet steeds constante menselijke supervisie nodig. Hij kan communiceren, interactie met mensen en andere apparaten aangaan via spraakherkenning en natuurlijke taalverwerking.
Programmeerbaarheid
Deze robot is programmeerbaar via verschillende programmeertalen en tools (C++, Python, ROS (Robot Operating System)).
Toepassingsmogelijkheden
Mogelijke toepassingen zijn er in onderwijs, (ouderen)zorg, entertainment, onderzoek en industrieel gebruik. Deze robot kan worden aangepast en uitgebreid met verschillende modules en accessoires. Hij heeft veiligheidsfuncties om botsingen en ongelukken te voorkomen (obstakelherkenning en noodstopsystemen). Hij kan goed bij de opvoeding worden gebruikt; ook bij de STEM education (met de nadruk op het integreren van wetenschap, technologie, techniek en wiskunde). Hij kan de betrokkenheid van kinderen vergroten en kan ook nuttig zijn voor ouders thuis bij de opvoeding: cognitieve taken, taal, sociale en emotionele vaardigheden.
Geschikt voor autistische kinderen
Autistische kinderen in de thuissituatie verbeterden door deze robot in een maand tijd hun oogcontact, sociale vaardigheden en interacties met de ouder of therapeut. Er is veel research op technisch gebaseerde autistische interventies gedaan op het gebied van sociale vaardigheden, speciaal over de vraag hoe autistische kinderen met hun autisme kunnen omgaan gedurende moeilijke periodes, bij het op een vreemde plek zijn met vreemde mensen en bij het uitvoeren van taken die ze nog nooit eerder hebben gedaan. Autistische kinderen gingen ook langere zinnen gebruiken. Het leidde tot een verhoogd engagement en het verbeterde de motivatie. De QT-robot heeft de voordelen van de technologie: vastberadenheid, eenvoud en voorspelbaarheid, maar is qua karakter ook geschikt voor sociaal leren. Hij vergroot de aandacht, vermindert angst en overprikkeling tijdens het leerproces en past zich aan iedere leerling aan, waardoor hij erg nuttig is voor autistische kinderen.
Tot slot nog een paar andere robots die geschikt kunnen zijn voor autistische kinderen: Charlie (ook nuttig voor kinderen met diabetes), sterk in het lezen van menselijke emoties, en Mesmer, die heel realistisch is en met name nuttig is voor het aanmoedigen van oogcontact.
Bronnen
(1) Fleming. R. (2019). Can a robot help autistic children connect? Technoloy integration. Edutopia.org.
(2) Ament, S. (2023). ‘A single-cell genomic atlas for maturation of the human cerebellum during early childhood.’ In: Science Translational Medicine. American Association for the Advancement of Science (AAAS).
(3) Fleming, R. Ibidem. 2019.
(4) Gaag, R.J. van der (2002). Protocol autisme en aan autisme verwante contactstoornissen. In: P. Prins en N. Pameijer, Protocollen in de jeugdzorg, Lisse.
(5) Fleming, R. Ibidem. 2019.
(6)Armstrong, R. ‘Are robots helping children with autism?’ In: Autism Journal. 1.
(7) Fleming, R. Ibidem. 2019.
door Ben Daeter
Dit artikel komt uit het lentenummer 2024 van gifted@248 magazine
