44、自闭症儿童手写技能治疗的辅助机器人设计

自闭症儿童手写技能治疗的辅助机器人设计

1. 引言

自闭症谱系障碍（ASD）的特征是社交互动和沟通受损，通常伴有兴趣受限和重复行为。在过去几十年中，ASD的患病率大幅上升。80 - 90%的ASD儿童存在一定程度的运动异常和运动技能损伤，这与社交和沟通障碍的严重程度直接相关。运动功能受损的原因可能与小脑异常或大脑皮层的功能连接异常有关。由于神经系统具有可塑性，早期康复干预被证明能有效改善病情严重程度，但运动功能障碍直到最近才成为自闭症谱系障碍研究的焦点。

复杂的手写技能依赖于精细的运动技能，在空间和时间上都要求精确，因此ASD儿童在书写高质量字迹时存在困难，常见问题包括握笔姿势错误、握笔过紧或过松、笔画无力或难以辨认、书写速度慢等。在这种情况下，交互式机器人似乎是支持治疗活动的有前途的工具。研究表明，与机器人互动的ASD儿童会表现出积极的行为，而与同龄人、照顾者或教师互动时则没有这种反应。

运动学习理论是研究运动功能康复训练的重要工具。目前普遍接受的理论是，增强反馈可以有效提高运动学习能力，增强反馈指的是视觉、听觉和触觉等外部反馈。许多人已经设计了辅助机器人来提高ASD儿童的运动技能，但目前很少有研究涉及书写训练时五指之间的协调。

2. 材料与方法

2.1 系统架构

系统包括一个辅助机器人和相应的互动游戏。辅助机器人专为ASD儿童设计，嵌入了专用硬件，能够实时采样、数字化并无线传输压力测量数据和手部运动轨迹数据到PC。该机器人可以最大程度地模拟ASD儿童在书写时遇到的问题，有助于训练五指的力量协调、抓握力控制和书写轨迹的认知训练。为了确保ASD儿童对感觉运动任务保持注意力和动力，UI界面添加了有趣的互动和引人入胜