格拉斯哥大学研究员开发监督机器人，督促小朋友洗手预防疾病

大数据文摘出品

来源：IEEE

编译：Olivia、徐玲、刘俊寰

10月15日是全球洗手日。

还记得小时候，洗手对你而言有多难吗？不知道父母因为洗手这件事说了你多少次！

虽然早已养成了洗手的习惯，但即使是现在，对很多儿童来说，洗手仍然是一件奢侈的事。

根据调查，全球每年大概1300名儿童因为腹泻和呼吸道感染丧生，而用肥皂洗手就能有效预防40%相关疾病。

除此之外，由于发展中国家存在的水和卫生的疾病，全球每年大约被迫取消的教学日总数竟达到4.43亿！

佩佩能显著提高印度农村孩子们的“洗手率”

印度农村正是这样的一个地方，在那里只有大约18％的人用肥皂洗手。

想要改变这种状况，必须从小开始把洗手当作一项技能交给孩子，而学校在传授相关知识方面显得尤为重要。

但是孩子们肯定也不希望老师站在盥洗室的水槽旁，检查每个学生到底有没有认真洗手，老师们内心肯定也是拒绝的。

好在，我们也没必要这么做，机器人能帮助解决这个问题！

今年10月中旬，格拉斯哥大学（University of Glasgow）的研究员阿莫尔·德什穆克（Amol Deshmukh）提出了社交机器人的相关研究。

阿莫尔·德什穆克的个人网页：

https://www.psy.gla.ac.uk/~amold/

而这类机器人正是可以用来鼓励和督促印度农村学校的孩子洗手。

机器人的名字叫佩佩（Pepe），德什穆克希望只要把佩佩挂在盥洗室的水槽旁，让它做出有礼貌的提醒，就能挽救孩子们的生命。

佩佩主要由丙烯酸制成，这种原料既便宜，看上去也干净；选择亮绿色是因为这个颜色代表了良好的健康状况和环境；采用手的形状，原因不言自明。

佩佩唯一可以动的部分是两只眼睛，这很重要，因为人们认为自己受到关注的时候，更有可能做应该做的事情。当然，佩佩眼睛内部同样安装有用于数据收集的小型前置摄像头。

佩佩的嘴巴是动画屏幕，屏幕画面由手机来提供。一个盒子容纳了所有的物品，其中还包含一个扬声器。

佩佩的名字也是经过了认真的选择，研究员与语言专家协商以使其便于发音和记忆。佩佩能够和孩子说相同的语言（马拉雅拉姆语），但它的话是预先录制和调整的，以此来模糊孩子们对佩佩性别的关注。佩佩说什么和什么时候说都可以由研究员遥控操作。

制作佩佩只用了不到100美元，小批量生产的话似乎很容易实现。

佩佩所在的这所学校有约100名5至10岁的学生，虽然74％的学生曾用过智能手机，但没有人亲眼见过机器人。

佩佩的任务就是“坐”在学校的洗手站旁，提醒孩子们在使用洗手间后和饭前洗手，还会与他们讨论正确洗手的七个步骤。还会根据孩子的表现作出反应——“哦不”或“非常好”。如果孩子们表现得过于亲昵，它也会说一些话来应对，比如“请不要碰我”。

“七个步骤”链接：

https://www.chp.gov.hk/files/pdf/guidelines_for_hand_hygiene.pdf

佩佩只在学校待了三天，期间孩子们的洗手率提高了近40％，洗手质量也有所提高。佩佩离开学校六天后，研究员进行了回访，尽管许多学生恢复了以前的习惯，但总体卫生状况仍然有了很大改善。

这项研究令人兴奋的部分是它让我们看到人类和机器人如何在我们习惯的环境内交互。

当孩子们被问到他们喜欢的机器人的设计时，他们回答说：他们希望这是一只猫的脸，这样就可以把它带回家养着。当面试官问狗的脸是不是也合适时，许多学生说不愿意，因为狗在宗教上被认为是不洁的。有其他宗教背景的学生也同意这个建议，这也强调了接受形式和象征主义的文化观念对设计社交机器人的必要性。

有望在发展中国家的乡村学校大规模部署“佩佩”

佩佩对印度农村地区和其他地方的卫生状况产生了重大影响，但挑战在于可扩展性。

如果想部署一大堆类似佩佩的机器人，让人参与其中显然是一个问题，因此IEEE的工作人员问德什穆克为什么不做得更自主一些。

“我们想用这个机器人作为概念，来验证研究这样的应用程序在大背景和环境下是否有效，”他说，“我们不知道会得到什么结果，但是我们的研究方法是系统的。我们还想确定自主技术的技术挑战，例如在室外光敏和非结构化环境中的计算机视觉仍然是一项技术挑战。”

他还补充说：“我们未来的目标是建立自主系统，并在多所学校部署机器人，但这需要大量的资金和开发工作。”

为了证明这些机器人是值得资金投入和开发的，IEEE将其与鼓励洗手的其他方法进行了比较，例如似乎谁都不会注意的卫生间海报。

德什穆克说，影响发展中国家洗手行为的现有做法面临三个主要挑战：

1. 它们非常耗费资源
2. 由于靠不住的自我报告，在规模上难以测量/监控遵从性
3. 它们很难长期坚持

先前有关洗手干预的研究表明，设置醒目的标志和可视化的提示，这种社会和自身环境的提醒能带来更成功的干预效果。

他解释说：“ 需要一种跨学科的创新方法来影响持续的洗手行为。 例如，社交机器人可以鼓励、提醒、教育、反馈、观察、监督洗手行为，此外，它们对于农村人口而言是一种新颖的事物。”

有关更多详细信息，IEEE通过电子邮件与德什穆克进行了交谈。

你认为结果中最有趣的部分是什么？

Amol Deshmukh：这项研究中最有趣的部分是我们从学生那里获得的反馈，不仅是洗手次数的增加，还包括他们对了解机器人的兴趣。

从问卷调查的回答来看，有72％的学生认为它是活的，因为它会说话。学生试图与机器人对话，甚至在不知道机器人无法理解他们的情况下唱歌。

我们还利用这次机会与学生互动，例如，在研究完成后，向三年级和四年级的学生提供了机器人工作原理的演示，以激发人们对STEM学科的兴趣。

对于这类社交机器人，新颖性始终是一个关注的问题。如果将机器人长期留在学校，它还会有效果吗？

Amol Deshmukh：在回答“你想在假期后回到学校看Pepe吗？”这一问题时，我们发现42名受访者中有97％表示他们希望在学校开学几个月后再看到机器人。

然而，传统的人机交互研究表明，用户和机器人的交流热情会在一段时间内逐渐消失。我们的研究是短期研究。未来，我们希望长期部署机器人以研究社交机器人是否仍然有效。

如何更改此机器人以使其更有效，尤其是长期使用？

Amol Deshmukh：从长远来看，我们希望通过以用户为中心的设计过程来进行研究，调查哪种互动策略更有效。例如游戏化的方式，如果孩子们按照图画中的洗手步骤有效完成一次洗手，在屏幕上会出现机器人的笑脸，气球爆炸或火箭弹射击等。

接下来的工作是什么？

Amol Deshmukh：我们希望通过使用机器学习来检测行为提示，例如相互注视，来自机器人有效的言语和非言语交互策略的洗手活动，从而为机器人开发自主功能。

通过使用计算机视觉客观地测量洗手活动，例如质量，频率和持续时间，研究社交机器人在影响行为变化方面的有效性。

我们也正在寻找有效开展这项研究的资金支持，并在发展中国家的乡村学校中大规模部署多个机器人。