ソーシャルロボット（ヨギオコ）と臨床スケール（Riscale）に適応したロボットシステムを使用したインタラクティブミラーリングゲーム (RISCALE)

背景：自閉症スペクトラム障害（ASD）における早期介入の重要性が広く実証されており、ASDにおける発達軌跡は、言語発達の肯定的な予後因子としての非容認ジェスチャー生産など、非言語的コミュニケーションの重要性を強調しています。 ASDの個人の治療における技術ツールの使用も、ロボットなどの技術的オブジェクトへの関与と反応性の増加により、ますます重要になっています。

ヨギオコ（ソーシャルロボットを使用したインタラクティブミラーリングゲーム）と呼ばれるヒューマノイドロボットNAOを使用したトレーニングプロトコルを開発しました。これは、自然主義的な対話に埋め込まれた非自然なジェスチャーの使用に基づいて、子供、ロボット、セラピストの間の三角的な相互作用を刺激します。 トレーニングは6つのレベルに分かれています。最初の2つのレベルは「馴染みのあるレベル」と呼ばれ、他の4つは「トレーニングレベル」でした。 技術セットアップには、ミラーリングタスクから自発的な相互作用の構築まで、さまざまな複雑さレベルが含まれます。 以前に、有望な結果を設立するパイロット研究で、ASDの10人の就学前の子供（2〜6歳）のプロトコルをテストしました（Annunziata et al、2024）。 したがって、この介入の有効性をテストするために、ランダム化比較試験を開発しました。

Riscale研究の主な目的は、主要な結果尺度としてECSP-Iスケールを使用して、社会共産スキルを向上させ、コミュニケーションジェスチャーを獲得する際のNAOトレーニングの有効性を評価することです。

2番目の目的は、社会的相互作用の定量的記録（児童術、子どもの視線接触、共同の注意...）の方法の開発において、この2年間に獲得した技術体験に由来します。 2つのシナリオは、人間のオペレーターとNAOの作用の両方で達成できるスケールで特定されています。

• 大人の兆候に対する反応。
• 微分応答 - 関節の注意および/または行動規制 - 機械的なおもちゃの活性化に対する）。

2つのシナリオはKinect機器でビデオ録画され、定量分析のために測定可能なデータが取得されます。 手順は、通常発達中の子供のサンプル（約20）で検証されます。典型的に発達している子供のサンプルで機器を適応させ、検証し、その後、自閉症スペクトラム障害の被験者について得られたセットアップの検証が行われます。

目的は、視覚的探索モードと関節の注意の変化および/またはトレーニング前と訓練後の違いのかどうか、および子どもとオペレーターの間の相互作用モード、および子供とロボットの間の違いを評価するかどうかを評価することです。

したがって、時間内に、以下が提供されます。

1. 18〜24ヶ月の一般的に発達している子供のサンプルで、技術ツール（ECSP-I_ROB）を通じて検出可能な定量的パラメーターを識別して、ビデオ録画設定を設定、適応、およびその後検証する
2. 72ヶ月未満の自閉症スペクトラム障害のある子供のサンプルで技術ツール（ECSP-I_ROB）を通じて検出可能な定量的パラメーターの測定により、ビデオ記録設定を設定、適応、およびその後検証する
3. 24〜72ヶ月のASDの子供のグループでNAOとのトレーニングを開始します。

目的

1. 社会的コミュニケーションスキルに対するロボットベースの介入の有効性を評価し、結果尺度としてECSP-IおよびMacArthurアンケートを使用してコミュニケーション目的で使用される非推移的なジェスチャーの獲得において評価します。 この理論的根拠は、前の段階ですでに詳述されているものです。つまり、ASDの子供は、人間の社会的相互作用を特徴付ける信号の変動性と多重性に注意を払うのがより困難になる傾向があるということです（例えば 模倣、ジェスチャー...）、個人とのやり取りに対する関心の低下につながる可能性のある側面は、より注意深く、応答性があり、それに応じて迅速に見える技術的なオブジェクトよりも、
2. NAOおよびオペレーターとのリハビリテーションセッション内の「社会」相互作用の測定可能なパラメーターを特定して説明し、治療の開始と終了時およびさまざまな社会的パートナー間でそれらの進化と違いを検証します。

翻訳性本研究では、ソーシャルロボットNAOの使用に基づいた実験的評価プロトコルの実現可能性と使用可能性を検証することができます。

その妥当性が実証されている場合、この方法は、ASDを持つ子どもたちの習慣的な介入をよりやる気と効果的なものにするのに役立ち、日常生活の文脈で得られたスキルの一般化を支持します。

方法論研究デザイン多施設実験的ランダム化された非盲検対照研究

研究のタイプ低リスク実験研究

ケーススタディフェーズ1：20 ECSP-I_robデータ収集（ビデオテープECSP-I管理）のために18〜24か月の通常の発達中の子供フェーズ2：10 ASD Children-ビデオ録画されたECSP-I投与フェーズ3：24〜72か月のASDと診断されたASDと診断され、すでにリハビリテーション治療を担当し、その後2つのグループに分割されます。

サンプルの募集20人の典型的に発達している子供たちは、ECSP-IスケールのNAO相互作用システムへの適応と検証のために募集され、Politecnico di Mianoの近くで自発的に採用され、Fondazione Don Gnocchiの適切に訓練されたtnpeeによって評価されます。

ASDの子どもたちは、IRCCS Fondazione Don Gnocchiで、外来患者の診療所または外来リハビリテーション治療に属する被験者の中から募集されます。 サンプルは、主要な金標準ツールで確認された自閉症スペクトラム障害の診断を受けているリハビリテーション治療のために担当する子供の間で順次募集されます。

サンプルサイズサンプルサイズの計算は、研究の主要な目的、つまり、治療群と対照群のECSP-Iスケールとの評価に基づいています。

独立したサンプルのMann-Whitneyテストを使用して2つのグループを比較し、標準偏差推定0.56と治療群と対照群の間の1：1の比率の研究デザインを使用して、各グループの10人の被験者のサンプルが、スケールで0.8ポイントの予想差を強調する必要があり、80％の研究力と5％の重要性を強調する必要があります。

統計分析2つのグループ間の比較のために、シーケンシャル設計が採用されます。 この設計の採用により、トレーニング前とトレーニング後の比較のために20人の参加者のサンプルを取得し、標準的な治療手順の実質的な負担なしに、最初のコントロールグループ（グループB）にも実験グループ（グループA）に提供されるトレーニングを提供することができます。また、時間の経過と標準療法（グループBのT0とT1の比較）のみに起因する変更を検証し、フォローアップ（グループAのT1とT2の比較）を実行することも可能になります。 また、両親は標準療法への追加の経路に含めることで参加するように誘惑されるため、試験へのより大きな遵守を期待しています（コントロールグループとしての参加ではなく）。

予想される参加者数、および順序付けられたカテゴリ（最適レベル）で表されるECSP-Iスケールのスコアを考えると、シーケンシャル設計（T0、T1、およびT2）によって提供される測定値の比較は、ノンパラメトリック統計テストで実行されます。

• 各グループの縦断的比較のためのWilcoxonの正確なテスト。
• 実験グループとコントロールグループの比較のために、正確な形式の独立したサンプルの正確な形式テスト（Mann-Whitney Exact Test）のテスト。
• 2つのグループは、数か月の年齢とベースラインスケールの値に合わせて調整されたANCOVAモデルを適用して、サンプルサイズが低いために潜在的な不均衡を修正することによって行われる多変量解析を通じても比較されます。

手順

フェーズ1：ECSP-Iスケールの投与典型的に発達しているサンプルでの投与20人の典型的に発達している子供たちは、Politecnico di Mianoおよびスケールの近くで自発的にECSP-Iスケールの2つのシーンをNAO相互作用システムの2つのシーンの適応と検証のために募集されます。

フェーズ2：ECSP-Iスケールおよびロボットに適応したシーンの投与ASDの子供のサンプルへのECSP-Iスケールとソーシャルロボットに適応したシーンは、自閉症スペクトラム障害のある子供のサンプルに投与され、経験を積み、10人の子供の臨床サンプルにこのスケールの投与に関するデータを収集します。

管理者は、開発者の監督とともにビデオ録画され、エンコードされます。

フェーズ3：ASDの子供のサンプルの募集とランダム化。 自閉症スペクトラム障害のある20人の子供が募集され、T0評価にさらされます。

フェーズ4：その後、サンプルは2つのグループに分けられます。

- グループAとグループBは、2つの異なる時間にソーシャルロボットでトレーニングを実施します（トレーニングプロトコルについては付録Aを参照）。

フェーズ5：募集されたすべてのサンプルは、異なる時期に、付録のプロトコルに続いてNAOを使用したリハビリテーショントレーニングを受けます。 トレーニングは12週間続き、週に1回、20〜30分間続きます。

フェーズ6：治療スキームに従ってT1およびT2への再評価（表3を参照）。

評価ツール

• グリフィスメンタル開発スケールIII ED（GMDS-III）[30]
• 適応行動評価システムII ED（ABAS II）[31]
• 自閉症診断観察シェドレ（ADOS 2）[32、33]
• 自閉症診断Interwiev改訂（ADI-R）[34]
• McArthur-Batesのアンケート、子供の最初の語彙（PVB）ジェスチャーと言葉：ジェスチャーの総数[35]
• アーリーソーシャルコミュニケーションスケール（ECSP-I）[27]
• NAOソーシャルロボット（ECSP-I_ROB）を使用したECSP-Iの適応シーン（相互作用データの定量的測定）

重要性主な重要な問題は、被験者の募集と研究期間中のその可用性と介入の連続性に関係しています。 このため、採用期間の延長が仮定されており、研究の期間全体の大部分をカバーします。

期待される結果

• 特にジェスチャーの使用における社会的コミュニケーションスキルの改善を把握する際のECSP-Iの感度の検証。
• トレーニング中に学んだジェスチャーの使用の改善： - 既知のシナリオで治療環境で使用される正しく学習されたジェスチャー。 - 新しいシナリオで治療環境で正しく使用された学習ジェスチャー（一般化の最初のステップ）。
• 日常生活で使用されるジェスチャーの数の増加（一般化の第2フェーズ、MCアーサーアンケート）。
• 技術ツールで検出可能な社会的相互作用パラメーターの測定。