Tese de doutoramento do Programa Doutoral em Engenharia Eletrónica e de ComputadoresAutism Spectrum Disorders (ASD) are a group of complex developmental disorders of
the brain. Individuals affected by this disorder are characterized by repetitive patterns of
behaviour, restricted activities or interests, and impairments in social communication.
The use of robots had already been proven to encourage the promotion of social
interaction and skills lacking in children with ASD. The main goal of this thesis is to
study the influence of humanoid robots to develop socio-emotional skills in children
with ASD. The investigation demonstrates the potential benefits a robotic tool provides
to attract the attention of children with ASD, and therefore use that focus to develop
further skills.
The main focus of this thesis is divided into three topics. The first topic concerns
the use of a robot to encourage learning appropriate physical social engagement, and
to facilitate the ability to acquire knowledge about human body parts. The results
show that the robot proved to be a useful tool, attracting the children’s attention and
improving their knowledge about human body parts. The second topic regards the
process of designing game scenarios to be used with children with ASD, targeting the
promotion of emotion recognition skills. Three game scenarios were developed based on
the expertise of professionals and they were successfully tested in pilot studies. Finally,
the last topic presents two child-robot interaction studies with a large sample. They
examine the use of a humanoid robot as a tool to teach recognition and labelling of
emotions. The first study focuses on verbal and non-verbal communicative behaviours
as measures to evaluate the social interaction and children interacting with the robot
displayed more non-verbal behaviours indicating social engagement. The second study
analyses the children’s attention patterns, and the children’s performance in the game
scenarios previously designed. Along the sessions, the children increased their eye
contact with the experimenter and in the study comparing the use of the robot with
a traditional intervention, children who performed the game scenarios with the robot
and the experimenter had a significantly better performance than the children who
performed the game scenarios without the robot.
The main conclusions of this research support that a humanoid robot is a useful tool
to develop socio-emotional skills in the intervention of children with ASD, due to the
engagement and positive learning outcome observed.As Perturbações do Espectro do Autismo (PEA) são um distúrbio complexo do desenvolvimento
do cérebro. Os indivíduos afetados por esse transtorno são caracterizados
por padrões repetitivos do comportamento, atividades ou interesses restritos e dificuldades
na comunicação social. A utilização de robôs já provou ser um estímulo
promovendo a interação social e competências em falta nestes indivíduos. O objetivo
principal desta tese é estudar a influência de robôs humanoides para desenvolver
competências sócio emocionais em crianças com PEA. A investigação demonstra os
potenciais benefícios de uma ferramenta robótica para atrair a atenção de crianças
com PEA e utilizar esta atenção para desenvolver outras competências.
O foco principal desta tese está dividido em três tópicos. O primeiro tópico consiste
na utilização de um robô para incentivar a aprendizagem sobre a interação físico-social
apropriada e para facilitar a aquisição de conhecimento sobre partes do corpo. Os
resultados mostram que o robô provou ser uma ferramenta útil, atraindo a atenção
das crianças e melhorando o seu conhecimento sobre partes do corpo. A segunda parte
refere-se ao processo de construção de atividades para serem utilizadas com crianças
com PEA, promovendo competências de reconhecimento de emoções. Três atividades
foram desenvolvidas com base na opinião de profissionais e foram testadas em estudo
piloto com sucesso. Finalmente, o último tópico apresenta dois estudos de interação
criança-robô examinando a utilização de um robô humanoide como ferramenta para
ensinar reconhecimento e identificação de emoções. O primeiro estudo foca a comunicação
verbal e não-verbal como medidas de avaliação da interação social e as crianças
que interagiram com o robô mostraram mais comportamentos não-verbais que indicam
interação social. O segundo estudo analisa os padrões de atenção e o desempenho das
crianças nas atividades concebidas anteriormente. Ao longo das sessões, as crianças
aumentaram o contacto ocular com o experimentador e no estudo que comparou a
utilização do robô com intervenção tradicional, as crianças que realizaram as atividades
com o robô e o experimentador tiveram um desempenho significativamente melhor do
que as crianças que realizaram as ativdades sem o robô.
As conclusões principais desta investigação suportam que um robô humanoide foi uma
ferramenta útil para desenvolver competências sócio emocionais na intervenção de crianças
com PEA, devido à interação e resultados positivos de aprendizagem observados.Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) in the scope of the project: PEst-OE/EEI/UI0319/2014.This work was performed in part under the R&D project RIPD/ADA/109407/2009.SFRH/BD/71600/2010 scholarship
