طراحی و ساخت یک ربات اجتماعی به عنوان دستیار آموزشی زبان اشاره

به گزارش گروه اجتماعی برنا ، در سال های اخیر کاربردهای موفقیت آمیز ربات های اجتماعی در زمینه های گوناگون از جمله آموزش، درمان، سرگرمی، بهبود کیفیت زندگی انگیزه بخش بسیاری از پژوهش‌های جدید در این حوزه نوظهور شده است. پژوهش هایی همچون استفاده از ربات های اجتماعی در تعامل اجتماعی با کودکان در زمینه هایی از جمله درمان و آموزش و به طور خاص در ارتقاء مهارت های اجتماعی کودکان آتیستیک، در بهبود سلامت روانی کودکان سرطانی و همچنین در آموزش زبان انگلیسی به دانش آموزان دوره راهنمایی  تنها تعداد کمی از این دست پژوهش ها است.

تحقیقاتی که در حوزه رباتیک اجتماعی همچون آموزش و درمان کودکان، انجام می شوند مشخصاً در محدوده قابلیت های سینماتیکی، دینامیکی و شناختی ربات¬های اجتماعی باقی مانده و این موضوع در بسیاری از موارد اجازه¬ انجام پژوهش¬های نو و نویدبخش را از محققان این حوزه می گیرد بنابراین محققان دانشگاه آزاد در پژوهشی با پشتیبانی صندوق حمایت از پژوهشگران و فناوران معاونت علمی طراحی و ساخت یک ربات اجتماعی به عنوان دستیار آموزشی زبان اشاره را انجام دادند.

بنابراین رباتی بالا تنه انسان نما طراحی شد تا به عنوان دستیار معلم زبان اشاره کودکان ناشنوا و کم¬شنوا در کلاس آموزش زبان اشاره استفاده شود. ساخت ربات بر مبنای کاربرد آموزش زبان اشاره برای اولین بار در سطح جهانی و ملی در این پژوهش ارائه شد. برای این منظور، ربات باید قابلیت اجرای علامت های زبان اشاره فارسی را داشته باشد. این قابلیت با توجه به ساختار سینماتیکی موجود در سر، بازوها و دست های ربات به دست می آید و مهمترین ویژگی ربات برای تعامل با کودکان ناشنوا و کم شنوا به عنوان دستیار آموزشی زبان اشاره است. همچنین با بهره گیری از طراحی بهینه براساس قیمت، فرآیندهای ساخت مناسب همچون فناوری چاپ سه بعدی، و انتخاب بهینه بر اساس قیمت عملگرها و حسگرهای ربات حاضر، هزینه ساخت و تهیه در عین حفظ کیفیت و کارآیی آن، کاهش می یابد. 

استفاده از ربات های اجتماعی انسان نما در آموزش زبان اشاره به کودکان ناشنوا پژوهشی نوین در عرصه رباتیک اجتماعی محسوب می¬شود. زبان اشاره برای کودکان ناشنوا، همچون زبان گفتار برای کودکان شنوا، ضمن اینکه ابزار اصلی ارتباطی آنان با افراد پیرامون خود محسوب می شود، نقش بسیار به سزایی در شکل گیری فکری و شناختی آن ها ایفا می کند. از این رو آموزش زبان اشاره به این کودکان از سنین ابتدایی کودکی، امری لازم و ضروری است. تحقیقات نشان داده اند که به کارگیری ربات اجتماعی در فرآیند آموزش به کودکان می تواند بازده آموزشی آنان را تا حد زیادی بالا برده و همچنین با توجه به تحقیقات روانشناختی کودک، به عنوان یک بازی در رشد فکری آن ها مؤثر است.

امروزه ربات های انسان نمای اجتماعی بسیار معدودی را می توان یافت که دارای انگشتانی مستقلاً فعال و قادر به تقلید حرکت های پیچیده دست انسان، همچون حرکات زبان اشاره فارسی باشند. این دسته از ربات‌های انسان‌نما، عموماً دارای هزینه ساخت بسیار زیادی هستند و عملاً قابلیت بازتولید یا خریداری برای موسسات تحقیقاتی در زمینه رباتیک اجتماعی را ندارند ربات تجاری آسیمو،  با قیمت تقریبی۰۰۰/۵۰۰/۲ دلار و ربات‌های پژوهشی آی-کیوب  با قیمت ۰۰۰/۲۵۰ یورو از این دست ربات¬های اجتماعی انسان نما هستند. از این رو ساخت یک ربات اجتماعی انسان¬نما با قابلیت¬های تعاملی با کودکان ناشنوا برای آموزش زبان اشاره، با هزینه ساخت کم، و مناسب برای تحقیقات بلند مدت آموزشی، مورد توجه گروه رباتیک شناختی و اجتماعی قرار گرقته است. 

هدف کلی طراحی و ساخت این دستگاه، استفاده از این ربات انسان¬نمای اجتماعی به عنوان دستیار آموزشی زبان اشاره در کلاس آموزش این زبان به کودکان ناشنوا و کم شنوا است. برای این منظور رباتی با توانایی حرکت دادن انگشتان دست و ایجاد علائم زبان اشاره و تعامل با کودکان کم شنوا و ناشنوا ساخته شد درکنار هدف اصلی کاربردهای جانبی دیگری نیز برای ربات وجود دارد. از آن جمله، این ربات قادر است در دیگر پژوهش های حوزه رباتیک اجتماعی به عنوان یک ربات اجتماعی دستیار مورد استفاده واقع شود. همچنین می تواند به عنوان یک پلتفرم انسان نما در تحقیقاتی در زمینه رباتیک همچون هوش مصنوعی، جابجایی اشیاء، حرکت های بدن استفاده شود.

نوآوری‌های این پژوهش ساخت یک ربات اجتماعی با کاربرد آموزش زبان اشاره به کودکان کم شنوا و ناشنوا برای اولین بار در سطح جهانی، طراحی ظاهر ربات با توجه به شرایط و نیازهای کودکان ناشنوا، طراحی، ساخت، و برنامه ریزی ربات با توجه به فرهنگ بومی کشور، به‌کارگیری ربات در بهبود روند آموزش کودکان کم شنوا / ناشنوا و قابلیت تعامل و ارتباط با محیط پیرامون توسط سامانه تشخیص گفتار ربات است.