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Revista Iberoamericana de Automática e Informática Industrial RIAI
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Vol. 12. Núm. 1.
Páginas 99-110 (enero - marzo 2015)
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Asistente Robótico Socialmente Interactivo para Terapias de Rehabilitación Motriz con Pacientes de Pediatría
Socially Interactive Robot for Motor Rehabilitation The rapies with Paediatric Patients
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L.V. Calderitaa,
Autor para correspondencia
lvcalderita@unex.es

Autor para correspondencia.
, P. Bustosa, C. Suárez Mejíasb, F. Fernándezc, R. Vicianad, A. Banderae
a RoboLab, Universidad de Extremadura, Cáceres, España
b Grupo de Innovación Tecnológica, UCAi, Hospital Universitario Virgen del Rocío, Sevilla, España
c Planning and Learning Group, Universidad Carlos III de Madrid, España
d Grupo M2P, Universidad de Jaén, Linares, España
e Grupo ISIS, Universidad de Málaga, Málaga, España
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Resumen

El objetivo de las terapias de rehabilitación motriz es la recuperación de zonas dañadas mediante la repetición de ciertas actividades motrices. En este esquema, la recuperación del paciente depende directamente de su adherencia al tratamiento, por lo que las terapias convencionales, con sus intensivas sesiones de rehabilitación que se prolongan en el tiempo, provocan en numerosas ocasiones su desmotivación, haciendo que no se consiga siempre que éste cumpla con los objetivos fijados. Por otra parte, la correcta ejecución de estas terapias en hospitales y otros centros médicos requieren una dedicación y esfuerzo importante y continuado por parte de los profesionales médicos, lo que supone a su vez un coste importante para las instituciones sanitarias. En este ámbito de aplicación, este artículo describe el desarrollo de una terapia de rehabilitación motriz novedosa, centrada en un robot socialmente interactivo, que se convierte en fuente de motivación pero también en un asistente para llevar a cabo terapias rehabilitadoras personalizadas. La experiencia ha sido también el germen del diseño e implementación de una arquitectura de control novedosa, RoboCog, que ha dotado al robot de las capacidades perceptivas y cognitivas que le permiten exhibir un comportamiento socialmente desarrollado y pro-activo. Las pruebas de verificación llevadas a cabo sobre los distintos elementos de la arquitectura muestran el correcto funcionamiento de éstos y de su integración con el resto de la arquitectura. Además, dicha terapia ha sido evaluada satisfactoriamente en sesiones individuales con pacientes de pediatría con parálisis braquial obstétrica (PBO), una patología producida por un daño adquirido en el momento del nacimiento y que afecta a la movilidad motriz de las extremidades superiores, pero no a sus capacidades intelectuales y comunicativas.

Palabras clave:
Rehabilitation therapies
Socially assistant robotics
Human-Robot Interaction,
Abstract

Motor rehabilitation therapy pursuits the recovery of damaged areas from the repetitive practice of certain motor activities. The patient's recovery directly depends on the adherence to rehabilitation therapy. Conventional methods consisting of repetitions usually make the patient feel unmotivated and neglect complying with the appropriate treatments. In addition, the treatment of these motor deficits requires intensive and extended rehabilitation sessions that demand sustained dedication and effort by professionals and incur in accretive costs for the institutions. Within this framework, this paper describes the development and evaluation of a new neurorehabilitation therapy, whose core is a socially interactive robot. This robot is able to consistently engaged patients in the therapeutic interaction, providing tireless motivation, encouragement and guidance. The experience has also been the origin of the design and implementation of a novel control architecture, RoboCog, which has provided the robot perceptual and cognitive capabilities that allow a behavior more socially developed, proactive. Verification tests carried out on the various components of the architecture show us the proper working of these and its integration with the rest of the architecture. Furthermore, this therapy has been successfully with congenital brachial palsy (PBO), a disease caused by damage acquired at birth and affects motor mobility of the upper limbs, but not their intellectual and communicative abilities.

Keywords:
Rehabilitation therapies
Socially assistant robotics
Human-Robot Interaction.
Referencias
[Alcázar et al., 2010]
V. Alcázar, C. Guzmán, G. Milla, D. Prior, D. Borrajo, L. Castillo, E. Onaindía.
Pelea: Planning, learning and execution architecture.
28th Workshop UK Planning and Scheduling Special Interest Group, (2010),
[Brooks, 1991]
R. Brooks.
Intelligence without representation.
Artificial Intelligence, 47 (1991), pp. 139-159
[Calderita et al., 2013a]
Calderita, L.V., Bandera, J.P., Bustos, P., Skiadopoulos, A., 2013a. Model- based reinforcement of kinect depth data for human motion capture applications. Sensors 13 (7), 8835-8855.
[Calderita et al., 2013b]
Calderita, L.V., Bustos, P., Suárez, C., Fernández, F., Bandera, A., 2013b. The- rapist: towards an autonomous socially interactive robot for motor and neurorehabilitation therapies for children. REHAB2013.
[Cid et al., 2012]
F. Cid, L.J. Manso, L.V. Calderita, A. Sánchez, P. Nuñez.
Engaging human-to-robot attention using conversational gestures and lipsynchronization.
Journal of Physical Agents, (2012), pp. 6
[Cid et al., 2014]
F. Cid, J. Moreno, P. Bustos, P. Nuñez.
Muecas: A multi-sensor robotic head for affective human robot interaction and imitation.
Sensors, 14 (2014), pp. 7711-7737
[Cid et al., 2013]
F. Cid, J.A. Prado, P. Bustos, P. Nuñez.
A real time and robust facial expression recognition and imitation approach for affective human-robot interaction using gabor filtering, (2013),
[Clark, 1999]
A. Clark.
An embodied cognitive science?.
Trends in Cognitive Sciences, 3 (1999),
[Colombo et al., 2007]
R. Colombo, F. Pisano, A. Mazzone, C. Delconte, S. Micera, N. Carrozza, P. Dario, G. Minuco.
Design strategies to improve patient motivation during robot-aided rehabilitation.
Journal NeuroEng. Rehabilitation, 4 (2007),
[Díaz et al., 2011]
Díaz, L., Pinel, A., Gueita, J., 2011. Terapia de movimiento inducido por restricción del lado sano. ¿alternativa en pacientes post-ictus? Fisioterapia, 271-277.
[Dobkin, 2004]
D. Dobkin.
Strategies for stroke rehabilitation.
Lancet. Neurol., 3 (2004), pp. 528-536
[Eimler et al., 2010]
Eimler, S., Pütten, A., Schächtle, U., Carstens, L., Krämer, N., 2010. Following the white rabbit - a robot rabbit as vocabulary trainer for beginners of english. Leitner, G. Hitz, M., y Holzinger, A., (Eds.): HCI in Work and Learning, Life and Leisure, 322-339.
[Feil-Seifer and Mataric, 2011]
D. Feil-Seifer, M. Mataric.
Ethical principles for socially assistive robotics.
IEEE Robotics and Automation Magazine, 18 (2011), pp. 24-31
[Fong et al., 2003]
T. Fong, I. Nourbakhsh, K. Dautenhahn.
A survey of socially interactive robots.
Robotics and Autonomous Systems, 42 (2003), pp. 143-166
[Gat et al., 1998]
E. Gat, et al.
On three-layer architectures.
Artificial intelligence and mobile robots, (1998), pp. 195-210
[Holland, 2004]
O. Holland.
The future of embodied artificial intelligence: Machine consciousness?.
Embodied Artificial Intelligence, (2004), pp. 37-53
[Leocani and Comi, 2006]
L. Leocani, G. Comi.
Electrophysiological studies of brain plasticity of the motor system.
Neurological Sciences, 27 (2006), pp. 27-29
[Libin and Libin, 2004]
A. Libin, E. Libin.
Person-robot interactions from the robopsychologists’ point of view: the robotic psychology and robotherapy approach.
Proceedings of the IEEE, 92 (2004), pp. 1789-1803
[Manso et al., 2010]
L. Manso, P. Bachiller, P. Bustos, P.N. nez, R. Cintas, L. Calderita.
Robocomp: a tool-based robotics framework.
In:SIMPAR2010, (2010),
[Mataric, 2006]
M. Mataric.
Socially assistive robotics.
IEEE Intell. Syst., 21 (2006), pp. 81-83
[Mejías et al., 2013]
C.S. Mejías, C.P. Echevarría, P.B. Núñez, L. Manso, L.V. Calderita, S. Leal, C. Parra.
Ursus: a robotic assistant for training of children with motor impairments.
Converging Clinical and Engineering Research on Neurorehabilitation Biosystems & Biorobotic, 1 (2013), pp. 249-253
[Okamura et al., 2010]
A. Okamura, M. Mataric, H. Christensen.
Medical and health-care robotics.
IEEE Robotics and Automation Magazine, (2010), pp. 26-37
[Rego et al., 2010]
P. Rego, P.M. Moreira, L.P. Reis.
Serious games for rehabilitation: A survey and a classification towards a taxonomy.
In: Information Systems and Technologies (CISTI), 2010 5th Iberian Conference on. IEEE, (2010), pp. 1-6
[Robins et al., 2010]
B. Robins, E. Ferrari, K. Dautenhahn, G. Kronreif, B. Prazak-Aram, G. Gelderblom, T. Bernd, F. Caprino, E. Laudanna, P. Marti.
Humancentred design methods: Developing scenarios for robot assisted play informed by user panels and field trials.
Int. J. Hum. -Comput. Stud., (2010), pp. 873-898
[Romero-Garcés et al., 2011]
A. Romero-Garcés, L. Manso, M. Gutiérrez, R. Cintas, P. Bustos.
Improving the lifecycle of robotics components using domain-specific languages.
In: DSLRob2011, (2011),
[Saerbeck et al., 2010]
M. Saerbeck, T. Schut, C. Bartneck, M. Janse.
Expressive robots in education- varying the degree of social supportive behavior of a robotic tutor.
CHI2010 Proceedings of the 28th international conference on Human factors in computing systems, (2010), pp. 1613-1622
[Shin and Kim, 2007]
N. Shin, S. Kim.
Learning about, from, and with robots: Students’ perspectives.
ROMAN2007, (2007), pp. 1040-1045
Copyright © 2013. EA
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