在DIR模式下儿童自闭症干预机器人的产品研究

摘要：孤独症又统称为孤独症谱系障碍（autism spectrum disorder，ASD），与自闭症同义，是一组以社交沟通障碍、兴趣或活动范围狭窄及重复刻板行为为主要特征的神经发育性障碍，它是导致儿童功能性残障的主要疾病之一，但病因尚不明确。该病使患儿的身心健康及生活质量受到严重影响使其无法真正融入社会，并且给患儿家庭及社会带来巨大的经济和精神负担[1]。目前在临床上对于儿童孤独症的治疗，大以综合训练为主，加上一些其他辅助训练方式。效果不太理想。而本研究選用“地板时光（floor time）”综合康复训练的ABA和TEACCH方法，同时结合机器人技术，对自闭症儿童进行干预与陪护式治疗。

关键词：自闭症儿童;机器人;DIR地板模式;陪护产品设计

1.DIR模式介绍与应用

1.1DIR模式的介绍

DIR模式又叫“地板时光”，“地板时光"（floor time）的学术化术语是“基于发展、个别差异和人际关系的模式"（Developmental，Individual differences，Relationship­ based model，DIR）[1]。是一种系统的以发展为取向、以家庭环境和人际互动为主的自闭症干预和治疗模式，其基本方法和最大特点就是跟随儿童活动兴趣，然后创造需要交流的机会。DIR干预模式不主张使用权威式的、注重外显行为改变的固定化程序，而是强调儿童的情感体验和想象力的培养，强调人际关系的互动、个人活力和大量而密集的运动游戏干预。

在长期调查研究中发现，将长期的地板时光结合感觉统合的训练模式 对于自闭症儿童会有明显的促进作用。地板时光和感觉统合训练只是自闭症儿童干预的一项康复辅助手段，应配合ABA、结构化教学、PECS等有效的教育教学措施，效果才更加显著[2]。

1.2DIR模式的应用

DIR“地板时光”疗法的出发点就是在游戏活动中帮助孩子，增强与他人的互动能力，根据患儿的活动兴趣，决定训练内容的特点，让训练活动较常规综合康复训练活动，更加符合自闭症儿童特点，有意识的帮助与引导。从而较为有效地促进自闭症孩子的语言、思维、交往能力等方面的发展，患儿在其感兴趣的活动中更容易与他人交流沟通。“地板时光”主要的训练内容为人际关系和社会交往行为，活动和兴趣是决定患儿训练内容的主要依据[3]。

在儿童使用机器人的初始阶段，机器人将根据《孤独症儿童发展评估表》，对使用儿童进行整体评估，从儿童感知觉（听觉，视觉，味觉，嗅觉，触觉），到粗大动作，精细动作，语言与沟通，认知，社会交往，生活自理，情绪与行为等多个方面进行详细的评估，而后针对不同儿童的特点制定和设计适合各自的干预治疗模式与陪伴模式，在陪伴时，机器人需详细观察记录儿童实时情况，便于分析如何更好带领儿童进入陪护环境，构建儿童相关情感与活动环境，同时根据儿童的变化和发展进行具体的调整。

在机器人的陪伴模式中将采用DIR模式进行陪伴。具体表现为;根据评估结果结合儿童兴趣与意愿，找到儿童的活动乐趣

（1）首先，从儿童的面部表情与肢体语儿童的感觉来引发联合注意，开始建立儿童与机器人的亲密关系;通过观察儿童的实时状态，适当减低儿童防备心理，找到适宜儿童心情的活动契机;

（2）其次，机器人参与由儿童为主导开展的沟通回合活动，在活动中发挥孩子身上的长处，协助他克服障碍。在此过程中由儿童作为带领，让他逐步学会象征性的意义表达;

（3）然后，通过机器人与儿童进行有效的沟通与交流，从而不断扩展与延伸活动，改变其行为固着性和刻板性的思考模式与策略，并赋予其意义;

（4）最终，引导儿童终止回合，同时发展情感与观念相联系的逻辑智慧。

让儿童在玩耍和放松游戏的过程之中达到训练的效果，通过愉悦的互动循环达成DIR地板时光治疗的目标：（1）对周围的环境、情境、声音等刺激能有效表达自己的兴趣和感受，具备情绪体验和自我调节的能力;（2）与父母等“重要他人”在互动性的日常经验中体验到亲密感的能力;（3）与他人进行密切接触、相互影响的双向沟通能力;（4）丰富、复杂的表情表达（动作或言语）能力;（5）通过想象和游戏产生观念的想象能力;（6）在各种不同观念之间建立联系的能力，即现实构想和逻辑建构的能力，包括游戏活动的规划，话语的逻辑表达、情绪感受、个人意见的确切表达、形成周密的问题解决程序的能力[4]。

2.机器人服务流程介绍

2.1 服务流程前期

在儿童使用机器人的前期阶段，机器人对儿童进行评估，制定相关干预与陪伴模式外，将单独针对性的建立机器人工作系统和全面多元化训练内容与训练方案，遵循DIR“地板时光”的实施原则：（1）不受干扰，把所有的注意力放到儿童身上;（2）保持细心、耐性、轻松愉快的心情;（3）与孩子的情绪状态保持共情和同步;（4）能够觉察到他人的情绪感受;（5）随时调控机器人的声调及肢体动作;（6）紧密跟随儿童的兴趣指向，保持互动的连续性;（7）灵活调节活动，以适应儿童多层次发展的需要;（8）严格避免各种攻击和伤害[5]。

2.2 服务流程中期

在儿童使用机器人的中期阶段，首先：在机器人对儿童进行一对一的干预和陪伴治疗时，不同年龄段分阶段式教学和梯层教育法，采用不同干预方法：针对在生活技能与行为感知觉方面采用ABA应用行为分析与TEACCH系统教学法，以PRT关键性技能训练法，DTT回合式操作教学法，PECS图片交换沟通式，VB语言行为方式，ESDM早期介入丹佛模式，结构化教育等进行干预治疗。

而在社会人际交往、互动和沟通、情感联系、兴趣狭隘方面，采用DIR地板时光模式，以儿童为带领者和主导者，旨在鼓励孩子在游戏和娱乐的过程中与成人进行更多的互动，使儿童的行动转化为交互行动。语言和动作的训练则更强调孩子在情绪与情感方面的发展，不必刻意地进行。另外，还要特别注意儿童在互动过程中情绪的变化，并应随着这种变化做出与其情绪发展阶段相契合的系统性的调节[2]。同时参与并建立关系，让儿童产生依附及共同参与的感觉，达到有感情、有目的的双向沟通，解决实际问题，开发创造性想象与逻辑性地思考和行动。做到一个积极而有效的交往，也尝试开展一个相互的、共同参与的空间。由机器人按部就班带领儿童掌握较复杂的人际交往：一个有始有终的沟通回合（opening and closing communication circles）[6]。

2.3 服务流程后期

在儿童使用机器人的后期阶段则需要根据前期与中期的干预及陪伴之后进行新一次的孤独症儿童发展评估，然后根据儿童实际情况进行后面的个体发育计划，社会技巧与职业规划，父母训练及咨询，家庭和社区计划等其他计划。

3.其他辅助自闭症儿童干预与治疗的机器人的典型代表研究

3.1从外观设计入手

机器人的外观设计与服务流程是自闭症儿童干预与治疗的主要载体，相比人类面孔（社会性刺激），自闭症儿童对非生命体（非社会性刺激）的注视时间更长。用于自闭症干预的机器人的外观设计主要分为三类：仿人机器人、动物型机器人和其他造型的机器人[7]。

仿人机器人由于外貌与人类相似，自闭症儿童很容易识别，比如KASPAR，Robota和Milo;而动物型机器人由于自闭症儿童对动物的喜爱和防备心较低和其与动物的相似，能够让自闭症儿童很自然的与这种机器人相处，比如毛绒海豹PARO和可爱的小鸭Keep on，这些动物型机器人作为机器宠物，深受自闭症儿童喜爱。Coeckelbergh的调查显示，54%的自闭症儿童更愿意接受动物型机器人[8];此外，部分机器人外观类似于球类玩具，比如QueBall和Leka。部分机器人造型虽然不规则，却具有讨人喜欢的外观，让自闭症儿童感到亲切且易于接受。

3.2 从传感器设备与功能

目前在市面上研发的机器人种类很多，为了满足自闭症儿童干预与治疗所需的功能和类似人类的知觉功能和反应能力，機器人一般都配备传感器设备。比如PARO周身装有5种类型的传感器，可感应光、触觉、声音、温度和动作;而Probo可记录自闭症儿童的面部表情和声音，识别自闭症儿童的情绪状态，其中Probo面部表情识别率高达88%[9];与此同时NAO的眼睛颜色可表达不同情绪，如红色代表愤怒，黄色代表惊喜，绿色代表厌恶，蓝色代表悲伤，橙色代表幸福，青色代表恐惧[10]。

4.总结与展望

大量研究表明，机器人技术对自闭症儿童的主要症状具有显著疗效，而且相对于传统方法，机器人技术在自闭症儿童的早期诊断、监测记录、情绪识别、社交技能、行为矫正和

游戏互动等领域已经取得了积极效果[11]。

而DIR模式是一种“跟着孩子的兴趣走”的治疗模式，我们在原有ABA和TEACCH干预治疗陪护机器人上结合DIR陪护模式，系统全面多模式的对自闭症儿童进行干预治疗和陪护，即使ABA行为分析法和TEACCH系统教学法综合康复训练的效果显著，但由于机械化和计划性，不能完全满足儿童的情感与意愿，但DIR模式由于充分考虑到孩子兴趣，强调儿童的情感体验和其他想象力，行动力的培养，注重社会关系，人际关系的互动。同时因自闭症儿童群体数量较庞大，而相关医护人员配备较少，针对这一点运用机器人技术来一对一进行干预治疗和陪伴，在我们设计与制作的机器人中进行合理运用，以起到帮助自闭症儿童增强治疗效果，更希望自闭症儿童相关产品提供一些新的思路。在自闭症干预与治疗多种方法下，应整合各方法优点，使自闭症儿童的治疗方案更全面多元化，也更适宜自闭症儿童。

参考文献：

[1]马磊.结构化教育结合地板时光在孤独症儿童治疗中的疗效 分析[D].合肥安徽医科大学，2012.

[2]刘书芳 范琼“地板时光”结合感觉统合训练对自闭症儿童的影响①② [J]广州体育学院运动康复教研室，2015年（第5卷）第15期 运动训练学 56-58

[3]李恩耀'牛少朵'赵鹏举'孙榛誉'徐翠香'郑瑞娟 “地板时光”联合综合康复训练对孤独症患儿的临床疗效观察 [J]中国康复医学杂志 2018年，第33卷，第12期 1465-1467

[4]Greenspan，S.L，Wieder，S.The child with special needs：encouraging intellectual and emotional growth.Reading，[M]：Perseus Books，1998.139-140

[5]尤娜 杨广学 自闭症“地板时光”疗法（I）：关系与表达训练 [J]青岛大学师范学院心理系，华东师范大学特殊教育学系，《中国特殊教育》2008年第9期（总第99期） 35-39

[6]斯坦利·格林斯潘 塞蕾娜·维尔德 《地板时光：如何帮助孤独症及相关障碍儿童沟通与思考》[M]华夏出版社 2018.26-28

[7]陈婧，肖翠萍 机器人技术在自闭症儿童干预中的应用 [J]湖南师范大学公共管理学院 中国临床心理学杂志 2017年 第25卷 第4期 789-792

[8]Coeckelbergh M，Pop C，Simut R，et al.A Survey of Expectations About the Role of Robots In Robot-Assisted Therapy for Children with ASD：Ethical Acceptability，Trust，Sociability，Appearance and Attachment.Science and Engineering Ethics，[J]2016，22（1）：47-65

作者简介：刘纪楠，女，汉族，湖北麻城人，湖北工业大学工业设计学院，19级在读本科生，产品设计专业

基金项目：大学生创新创业训练计划项目经费资助（项目编号：S201910500097）