Evaluation emotionaler und kommunikativer Verhaltensweisen in Mensch-Roboter Interaktionen in therapierelevanten Szenarien zur Entwicklung eines Modells für die roboterunterstützte Therapie bei Sprach- und Kommunikationsstörungen

Die Robotik fur das Gesundheitswesen gewinnt, u.a. aufgrund des demographischen Wandels, zunehmend an Bedeutung. Die Forschung beschaftigt sich dabei nicht nur mit dem Einsatz von Robotern in der Pflege und Betreuung, sondern auch mit der Unterstutzung von Robotern im Rahmen einer Therapie. Wahrend es bislang zahlreiche Studien zum Einsatz von Robotern in der Therapie von neuromuskularen Erkrankungen oder Autismus-Spektrum-Storungen gibt, sind die Studien zum Einsatz von Robotern bei Sprachstorungen gering. Die vorliegende Dissertation hat daher das Ziel, die Robotik fur die Sprachtherapie naher zu beleuchten und wichtige emotionale Kompetenzen eines Roboters in diesem Zusammenhang auf der Basis experimenteller Studien zu identifizieren. Das Computermodell des Emotionalen Alignment von Damm, Malchus, Jaecks, Stenneken und Wrede (2012) [68] dient dabei als Ausgangspunkt, um ein erweitertes Computermodell fur die Sprachtherapie zu entwickeln. Daruber hinaus zielt die Dissertation darauf ab, Empfehlungen zur Konstruktion eines autonomen Roboters fur die Sprachtherapie auszusprechen. Die Fragestellungen dieser Arbeit beziehen sich auf die Akzeptanz robotischer Systeme fur die Sprachtherapie, den Nutzen eines Roboters in der Sprachtherapie und den Stellenwert emotionaler Kongruenz und emotionaler Alignmentmechanismen im Rahmen der Therapie. Zur Untersuchung dieser Fragestellungen kommen unterschiedliche Methoden, wie Fragebogen, Verhaltensmessungen oder die Ableitung der elektromyographischen Aktivitat (EMG) zum Einsatz. Die Ergebnisse zeigen, dass professionelle und nicht professionelle Nutzer dem Einsatz eines Roboters in der Sprachtherapie grundsatzlich nicht negativ gegenuber stehen. Insbesondere die professionellen Nutzer sind jedoch, aufgrund fehlender Erfahrung im Umgang mit Robotern, unsicher. Hinsichtlich der emotionalen Kompetenzen robotischer Systeme in der Sprachtherapie zeigt sich, dass ein emotional kongruenter Emotionsausdruck wichtig ist, da ein emotional inkongruenter Ausdruck eines Roboters zu Irritationen seitens der Interaktionspartner fuhrt. Dies zeigte sich in einer Studie anhand der fazialen Reaktionen, die mit dem EMG gemessen wurden. Wahrend emotionale Inkongruenz keinen Einfluss auf die Leistung in einer Gedachtnisaufgabe hatte, zeigte sich, dass der Agent die Leistungen beeinflusste. Der Einsatz des Roboters fuhrte zu einer hoheren Erinnerungsleistung im Vergleich zum Einsatz eines menschlichen Geschichtenerzahler. Hinsichtlich des Emotionsausdrucks eines Roboters stellte sich heraus, dass die zugrunde liegenden Mechanismen (automatisches Alignment versus konzeptuelles Alignment) in der Sprachtherapie scheinbar keine grose Rolle zu spielen scheinen. Darauf weisen die Ergebnisse einer Einzelfallstudie mit einem Patienten mit Aphasie hin. Ergebnis dieser Studie war zudem, dass der Proband von der roboterunterstutzten Therapie profitieren konnte. Basierend auf den Ergebnissen der Studie wurde das Computermodell des Emotionalen Alignment modifiziert und um eine Komponente zur Aufmerksamkeitslenkung des Patienten erganzt. Schlussfolgernd tragt die vorliegende Dissertation zu einem besseren Verstandnis emotionaler Prozesse in der Mensch-Roboter Interaktion sowie den Besonderheiten der Patient-Roboter Interaktion bei und kann, aufgrund des angepassten Computermodells und der Empfehlungen zur Konstruktion, als Basis fur weitere Forschung in der Robotik fur die Sprachtherapie dienen.