Forschungsteam der H-BRS entwickelt Lernroboter für autistische Kinder

Kann ein Lernroboter in Zukunft bei der Therapie von Kindern mit einer Autismus-Spektrum-Störung (ASS) helfen? Dieser Frage ist ein Forschungsteam von drei nordrhein-westfälischen Hochschulen nachgegangen. Die Forschenden der Hochschule Bonn-Rhein-Sieg (H-BRS) haben dafür den Prototyp eines sozialen Roboters entwickelt, der eigenständig verschiedene Lernaufgaben mit den Kindern durchführen und dabei mit ihnen interagieren kann. Darüber hinaus ist im Projekt eine Informationsplattform entstanden, auf der Angehörige aktuelle und verlässliche Informationen über Autismus erhalten.

Alex Mitrevski sitzt an einem Tisch, vor ihm stehen ein Tablet und QT (sprich: Cutie), ein etwa 60 Zentimeter großer Roboter. „Tippe auf die Kuh“, sagt der Roboter, auf dem Tablet erscheinen nun Fotos verschiedener Tiere. Mitrevski drückt auf das korrekte Bild. „Gut“, sagt QT, „dafür bekommst du einen Stern.“ Beim Sprechen bewegen sich Mund und Augen des Lernhelfers, die auf einem Bildschirm zu sehen sind. Dr. Alex Mitrevski ist Experte für lernende Roboter an der H-BRS. Gemeinsam mit seinen Kolleginnen und Kollegen hat er im Projekt MigrAVE an der Programmierung des Lernroboters gearbeitet. Als Plattform nutzten die Forschenden dabei mit QT einen Roboter, der spezifisch für soziale Interaktionen zwischen Mensch und Maschine entworfen wurde und weltweit in verschiedenen Projekten eingesetzt wird.

Wie hier im Test könnte dieser in Zukunft als Hilfe in lernpsychologischen Förderprogrammen für Kinder mit Autismus-Spektrum-Störung eingesetzt werden. Der Roboter kennt nicht nur die richtigen Antworten auf alle Fragen der Lernprogramme, sondern kann über die eingebaute Kamera auch verfolgen, ob das Kind aufmerksam bleibt. „QT erkennt, ob die Testperson wegsieht oder plötzlich aufsteht. In diesem Fall versucht der Roboter mit kindgerechter Ansprache sein gegenüber zum Weitermachen zu motivieren“, erklärt Alexander Mitrevski. Damit der Roboter dabei die Signale der Kinder richtig deutet, haben Forschende der Rheinischen Fachhochschule Köln ein Werkzeug entwickelt, das anhand von Künstlicher Intelligenz erkennt, ob die Kinder engagiert oder abgelenkt sind, unter Berücksichtigung von Merkmalen wie Kopfposition, Blickrichtung und weiteren Gesichtsmerkmalen.

Kinder mit einer ASS benötigen schon früh im Leben Unterstützung beim Lernen. Spezielle Förderprogramme sollten nach Erkenntnissen der Forschenden schon vor dem vierten Lebensjahr beginnen, um das Entwicklungspotential optimal zu nutzen und den bestmöglichen Therapieerfolg zu erzielen. Das Team um Projektleiter Professor Hanns Rüdiger Röttgers, selbst Psychiater und Psychotherapeut, von der FH Münster verfügt über eine langjährige wissenschaftliche Expertise in der Autismus-Therapie. Im Modellprojekt MIA, dem Münsteraner Intensivprogramm für Kinder mit ASS, arbeiten die Forschenden bereits seit 2010 mit Kindern im Vor- und Grundschulalter.

Alltagsnahe Übungen sind besonders hilfreich

Besonders wirkungsvoll sind laut den Forschenden Übungen, die nah am Alltag der Kinder konzipiert sind. Deshalb interessiert sich der Lernroboter nicht nur für die Namen von Tieren, sondern kann auch Programme zum Händewaschen oder Zähneputzen durchführen.

Auch wenn Roboter niemals eine Therapeutin oder einen Therapeuten ersetzen können, liegt für Röttgers ihr Potenzial auf der Hand. „Neue Fähigkeiten aufzubauen, ist sehr zeitaufwändig und erfordert teilweise unzählige Wiederholungen, zum Beispiel bei der Entwicklung der Sprache“, sagt er. Einerseits fehle es hierfür an ausgebildetem Fachpersonal, andererseits habe ein Roboter den Vorteil, dass er immer freundlich bleibe, erklärt der Wissenschaftler.

Um den Lernassistenten in der Praxis einsetzen zu können, ist laut dem Projektteam weitere Forschung und eine Verbesserung im Erkennen kindlicher Reaktionen notwendig. Danach sei es jedoch durchaus denkbar, QT nach einer schrittweisen Eingewöhnungsphase auch eigenständig Aufgaben mit einem Kind durchführen zu lassen. „In unseren Tests haben die Kinder sehr positiv auf QT reagiert. Das hat uns gezeigt, dass er in Zukunft wirklich ein positiver Faktor in der Autismus-Therapie sein kann“, sagt Alex Mitrevski.

Damit Angehörige von Betroffenen sich mit verlässlichen Informationen, Lernmaterialien sowie praktischen Tipps und Hilfen versorgen können, ist im Projekt MigrAVE auch eine Online-Plattform entstanden, die unter www.migrave.de abrufbar ist. Sowohl die Webseite als auch der Lernroboter sind vom Projektteam in mehreren Sprachen entwickelt worden, um Familien mit Migrationshintergrund zu unterstützen.