社交机器人助力康复治疗：NAO Physio的案例研究
随着科技发展，机器人技术在医疗领域的应用愈发广泛。康复治疗对于许多患者来说是一个漫长而艰巨的过程。在这个过程中，患者需要进行大量的重复性练习，以恢复身体功能。然而，传统的康复方法往往缺乏趣味性，导致患者难以保持积极的治疗态度。为了解决这一问题，研究者们开始尝试将社交机器人引入康复治疗过程，以提高患者的参与度和治疗效果。
事实上，过往研究已表明社交机器人对于康复治疗有积极效果。例如机器人可以有效改善与患者的互动，提高患者的治疗参与度，促进治疗的连续性。社交机器人NAO 就曾被用于心脏康复训练、失语症康复训练等训练当中，证明了机器人参与康复治疗的可行性。
近期发表在 International Conference on Information Technology & Systems 的一项研究则使用 Choreographe 为 NAO 机器人开发相应程序，将其引入肢体康复训练中，并与理疗师一同评估了使用 NAO 机器人的康复效果。
研究设计
研究的主要目的是提供一套有助于恢复人类上肢运动的练习。因此，选择康复动作尤为重要。在 NAO 执行的所有运动中，上肢的运动是最接近人类的，尤其是肩部和肘部的运动。
因此，为了最为贴近人类的上肢运动，研究选择了与肩关节和肘关节相关的康复训练。并使用 Choregraphe 为 NAO 机器人编程，使其能够执行一些选定的练习动作，研究共设计了十四种练习。
下图是 NAO 机器人中编程的运动幅度与人体运动的比较。
实验流程
在训练过程中， NAO 机器人首先移动到直立位置，向用户挥手，并发出以下讯息：“您好，我是 NAO ，您的物理治疗课程伙伴，我们开始吧？”
随后，机器人返回到起始位置，手臂沿着身体伸展。然后选择执行 14 种可用练习中的某一种。为此，研究使用了一个带有 Switch Cases 的程序块。每项练习都有一个特定的代码，方便理疗师在康复治疗时使用。
14种练习都包括将机器人肢体定位在运动的初始位置并使其移动到最终位置。NAO 机器人从静止位置开始，告诉使用者要执行哪种锻炼，然后重复执行四次动作。重复完成后，机器人恢复到静止位置，可以继续选择另一个练习。
练习结束后，NAO 会以表演舞蹈并礼貌告别，这些与患者的情感互动可以帮助患者在治疗中更具积极性，并吸引他们下次再来治疗。
研究结果
对于康复训练的结果，研究者们对34名理疗师进行了调查，分析 NAO 机器人的使用情况， 重点在于评估拟使用的 NAO 是否符合效率、可用性和有效性的要求。
理疗师对 NAO 机器人编程的所有14个练习进行了评估。研究对这些动作进行了拍摄，以便专业人员能够评估肩部屈伸、内收、外展和旋转动作的正确性，并回答调查问卷中的问题，包括：
- 效率——NAO 机器人是否能够正确完成物理治疗练习？
- 易用性——您是否认为 NAO 机器人易于使用？
- 效果——（1）NAO机器人能否让患者全身心投入治疗？（2）NAO机器人能否帮助理疗师提高患者的治疗积极性？
调查结果显示， NAO 机器人执行的14种练习被认为是合适且令人满意的。理疗师们对 NAO 机器人作为辅助工具的接受度很高，使用 NAO 机器人将有利于对患者的治疗，这一结果表明了 NAO 机器人在康复过程中的可用性和有效性。
研究表明，NAO 机器人在康复治疗领域具有很大的潜力。通过使用NAO机器人进行康复治疗，患者可以在一个更有趣、更互动的环境中进行练习，从而提高治疗效果。同时，NAO 机器人的人性化设计、灵活性、互动性等特点使其成为了康复治疗领域的理想选择。随着技术的不断发展，我们有理由相信，社交机器人将在未来的康复治疗中发挥越来越重要的作用。
文献参考：https://link.springer.com/chapter/10.1007/978-3-031-33261-6_43#Sec7