Адаптивне бихевиористичке стратегије у интеракцији између човека и машине у контексту медицинске терапије

Abstract

У овој дисертацији се разматрају изабрани аспекти истраживачког проблема спецификације, дизајнирања и имплементације конверзационих робота као асистивних средстава у терапији деце са церебралном парализом. Доприноси ови тезе су следећи. (i) Предложена је архитектура конверзационог агента опште намене која омогућава флексибилно интегрисање модула различитих функционалности. (ii) Дефинисана је и имплементирана адаптивна бихевиористичка стратегија коју робот примењује у интеракцији са децом. (iii) Предложена дијалошка стратегија је спроведена и позитивно процењена у интеркацији између деце и робота у реалистичном терапеутском контексту. (iv) Коначно, предложен је приступ за аутоматско детектовање критичних промена у дијалогу, заснован на појму нормализоване дијалошке ентропије.

U ovoj disertaciji se razmatraju izabrani aspekti istraživačkog problema specifikacije, dizajniranja i implementacije konverzacionih robota kao asistivnih sredstava u terapiji dece sa cerebralnom paralizom. Doprinosi ovi teze su sledeći. (i) Predložena je arhitektura konverzacionog agenta opšte namene koja omogućava fleksibilno integrisanje modula različitih funkcionalnosti. (ii) Definisana je i implementirana adaptivna bihevioristička strategija koju robot primenjuje u interakciji sa decom. (iii) Predložena dijaloška strategija je sprovedena i pozitivno procenjena u interkaciji između dece i robota u realističnom terapeutskom kontekstu. (iv) Konačno, predložen je pristup za automatsko detektovanje kritičnih promena u dijalogu, zasnovan na pojmu normalizovane dijaloške entropije.

This doctoral dissertation considers selected aspects of the research problem of specification, design, and implementation of conversational robots as assistive tools in therapy for children with cerebral palsy. This dissertation has made the following contributions: (i) It proposes a general architecture for conversational agents that allows for flexible integration of software modules implementing different functionalities. (ii) It introduces and implements an adaptive behavioural strategy that is applied by the robot in interaction with children. (iii) The proposed dialogue strategy is applied and evaluated in interaction between children and the robot MARKO, in realistic therapeutic settings. (iv) Finally, the dissertation proposes an approach to automatic detection of critical changes in human-machine interaction, based on the notion of normalized interactional entropy.