Een robotvriendje voor zieke kinderen

1. Een gesprekje voeren met een robot

“Het idee is dat als een kind het ziekenhuis binnen stapt, het kennismaakt met het robotvriendje. Zo leert de robot wat voor kind het is. Daarna kan de band verder opgebouwd worden in verschillende contexten (speelkamer, slaapkamer, behandelkamer) waarbij het kind natuurlijk mag beslissen of het z’n robotvriendje meeneemt. De dialoog met een robot is echt vernieuwend. Een generieke  conversatie is niet mogelijk, dus het gaat om heel specifieke vormen van dialoog.

Het begint bij de kennismaking. Dat is voor een robot al een uitdaging. Wat gaat hij vragen en hoe reageert hij op wat het kind antwoordt? Het is niet iets wat ik zomaar van de plank kan halen. Er is geen paper dat zegt ‘zo moet je dat doen’. Een van de dingen die ik enorm leuk vind aan het project is dat we heel veel over mensen leren. Die robot is een soort spiegel. We moeten eerst uitvinden hoe mensen  kennismaken, en dan een robotversie ervan maken, die werkt. Hetzelfde geldt voor gesprekjes over wat je hebt meegemaakt.

Hoe doen wij dat? Nou, dat moeten we begrijpen en dan de robotversie maken. Daarom werken we in contexten. In de speelkamer is er ruimte voor ‘leuke dingen doen’. Waar beleeft het kind dan lol aan: spelletjes, een verhaaltje of een gesprekje? In de slaapkamer kan een kind soms niet slapen en kan de robot een soort coach zijn.

We starten niet vanaf nul. Er is een basisarchitectuur om de robot aan te sturen en een cognitieve taal. Maar, uitzoeken hoe een robot een dialoog kan voeren, hoe de dialoog er precies uit ziet en hoe ‘voorgeprogrammeerd’ alles is, dat is de grote vraag. Ik hoop natuurlijk dat we hele grappige en natuurlijk aanvoelende dialoogjes hebben waarbij het kind leidend is, maar ik denk dat we ergens in het midden uitkomen.”

2. Een robot een cognitief geheugen geven

“We zetten dus eigenlijk mini-dialoogjes op een robot, waardoor het voor een kind leuker is om met de robot bezig te zijn én de robot omgekeerd de informatie geeft over het kind. Daarom is het belangrijk dat de robot een cognitief geheugen krijgt. Het zijn de opvallende dingen die een relatie persoonlijk maken, en die moeten terugkomen. Als een kind van dinosaurussen houdt, kan de robot daar de volgende keer een verhaal over vertellen.

En als een kind te oud is voor boerderij memory, dan komt de robot daar niet mee aanzetten. Ik ben al jarenlang bezig met een cognitieve agent programmeertaal die het op hoog niveau mogelijk maakt om te programmeren in wat je gelooft en welke doelen je hebt, bijvoorbeeld ‘ik wil een spel spelen’. Die kunnen we expliciet representeren in een kennisrepresentatie zoals OWL. Wat voor kennis moet zo’n robot nu hebben over een kind, over zo’n spelletje, wat zijn de dingen die je op wilt slaan en wanneer ga je die informatie gebruiken? Nou, die taal zit al op het juiste niveau van abstractie.

Het is niet low level programmeren, maar we brengen basale cognitieve vaardigheden aan, en dan dus de robotversie daarvan. Een geheugen dat werkt zoals ons eigen geheugen, in een vergelijkbare context. Een computergeheugen is geschikt voor het opslaan van patiëntgegevens, maar biedt niet genoeg support voor interactie met mensen.”

“Dan loop je daar op die oncologie-afdeling van het AMC of PMC en dan zie je wat kinderen meemaken. Dat is best indrukwekkend en heftig. Er zitten veel aspecten aan dit project die het intenser maken dan alle andere projecten die we al hebben gedaan met de robot en kinderen.”

Koen Hindriks werkt, samen met zijn team, aan een nieuw robotvriendje. Een mechanisch vriendje voor kinderen die op de oncologie-afdeling van een ziekenhuis moeten verblijven. Koen ontwikkelde eerder een robot voor kinderen met diabetes, die hen spelenderwijs een gezonde levensstijl aanleert. Beter bekend als het PAL-project, dat nog steeds loopt.

In zijn nieuwe project ligt de nadruk op het wegnemen van stress bij kinderen die te veel in een ziekenhuis rondlopen, of liggen. Want, kinderen zijn bang, en je wilt dat zo min mogelijk van die angst het ziekenhuis verlaat na ontslag. Dat gebeurt helaas te veel. Een robot in deze context is bijzonder omdat hij mee mag naar ruimtes waar mensen niet gewenst zijn. Deze context was dan ook de aanleiding voor het project.

Een robot kan tijdens een PET/CT scan een verhaaltje vertellen als afleiding. En, in een radiotherapiekamer hoeft een kind niet muisstil te liggen, is het zichtbaar en is er daardoor juist ruimte voor interactie. Een robot kan meer informatie geven over de behandeling of het kind geruststellen. Die rijke interactie mogelijk maken is de grootste wetenschappelijke uitdaging van Koen Hindriks: een gesprekje kunnen voeren met een robot en hem empathisch vermogen geven. Koen spreekt graag in uitdagingen. Hij heeft er zeven, in totaal. En dat is beslist geen zonde.

3. Een robot empathie bijbrengen

“De wetenschappelijke uitdaging zit in de interactie, maar ook in de detectie van gemoedstoestand in een bepaalde context. Het CWI werkt aan die tweede grote uitdaging. Hoe kan een robot de juiste dingen oppikken van het kind en de plek? Tijdens een PET/CT scan is dat moeilijk, maar dat kan in de radiotherapiekamer al beter. Daar kan je camera’s ophangen die een beeld van het kind – en wat daar gebeurt – kunnen doorgeven aan de robot.

Emotie detecteren is dus een belangrijk doel. Daar kan de robot op reageren. Het CWI gebruikt machine learning om emoties te herkennen van gezichten, of op basis van geluid. Een robot heeft zelf beperkte sensoren, dus plaatsen we extra sensoren in de slaapkamer of radiotherapiekamer.

4. Een robot zijn beperkingen vergeven

“Kinderen zijn in staat tot een rijke conversatie, maar het blijft een robot en dat moet de verwachting ook zijn. Een robotvriendje vervangt ook geen écht vriendje. Daar willen we ook bij vandaan blijven. Het is eigenlijk een interactieve knuffelbeer die helpt om het kind zich thuis te laten voelen. We willen wel echt een stap maken in die specifieke dialoogjes. Die moeten niet ‘gek’ aanvoelen. Een  kind moet niet in de war raken of denken dat het iets fout doet.

De dialoogjes moeten natuurlijk verlopen, maar wel overzichtelijk blijven voor de robot. We moeten ook goed kijken naar de context. In de speelkamer is iemand met een pedagogische achtergrond aanwezig en in de slaapkamer kan de robot een signaal naar de ouders sturen, wanneer menselijke interactie nodig is. Er zijn nog veel openstaande vragen. Hoe gaan kinderen aangeven wat ze willen? Hoe kunnen we daar automatisch op aanhaken? En daarbij het kind leren dat het een robot is? Dat is een ontdekkingstocht voor ons, maar ook voor het kind.”

5. Kennis in een robot stoppen

“We zetten een database met verhaaltjes in de robot. Dat lijkt heel simpel, maar we moeten goed over de selectie nadenken. Hoe groot moet de database zijn? Als het maar vijf verhaaltjes zijn, dan ben je er zo doorheen. En bij 1000 verhaaltjes zijn we het hele project bezig om de robot al deze verhaaltjes te kunnen laten vertellen. Hoe vaak vinden kinderen het leuk om een verhaaltje te horen van een robot? Ik weet het niet. Het verschilt ook per kind.

Dat is het stuk personalisatie waar de robot op moet kunnen aanhaken. De spelletjes vormen eveneens een uitdaging. Met kunstmatige intelligentie hebben we grote successen bereikt. Schaken tegen een computer is eigenlijk niet meer leuk, want je kunt niet meer winnen. Je wilt dat een kind lol beleeft aan een spel en er van leert. We hebben al eens eerder onderzoek gedaan naar een robot die gericht is op winnen – en staat te  juichen – versus een robot die hints geeft.

Er was een duidelijke voorkeur voor dat laatste. Ook als je als volwassene een spel met een kind speelt gaat het niet om het winnen, maar om de onderlinge band. We moeten een natuurlijke balans vinden; ‘robot kan winnen, ik kan winnen’. En we moeten niet te veel in een robot willen stoppen. De focus in het project ligt op de dialoog. Dat is de wetenschappelijke uitdaging.”

6. Vriendjes worden met een robot

“We zien dat de eerste kennismaking met een robot bijna altijd leuk is. Want, je hebt het nog niet eerder gezien. Zelfs volwassenen worden overenthousiast van een robot die een handkusje geeft. De tweede keer is het nog een beetje leuk, maar de derde keer – omdat het interactiepotentieel van de huidige robots beperkt is – krijg je het game over effect, en dat kan dus niet in dit project.

Een kind is echt wel even op zo’n afdeling en dan wil je niet dat het kind de robot niet meer interessant vindt na dag twee . Dan bouwen ze zeker geen band op. We weten nog niet waar de robot het meeste effect heeft. De PET/CT scan is het startpunt van ons project, maar we willen er juist in die andere  contexten ook zijn.

Robot en kind zullen eerder  vriendjes worden in minder enge situaties. Daarom is ook die kennismaking zo belangrijk in ons project. Je kunt niet zomaar de robot mee een behandelkamer in sturen, want dan wordt het te spannend. En het moet niet spannend zijn, maar leuk. Je zet een kind ook niet zomaar op een pony. Het kind moet eerst vertrouwd raken met een ‘vreemd beestje’ en snappen hoe het ‘werkt’. Dan pas krijg je die leuke interacties. En het kind moet het uiteraard ook cool vinden.”

7. De robot naar de praktijk brengen

“We kunnen al mooie resultaten laten zien, maar het project kan nog niet in praktijk worden gebracht. Dat is onze grootste niet-wetenschappelijke uitdaging. De architectuur is nog niet stabiel genoeg: van wifi tot aan de dialoog. Het werkt soms heel goed op een bepaald stuk, totdat er een ander kind voorbij komt.

Er is geen handleiding voor mensen, maar we moeten wel behoorlijk wat structuur in de robot aanbrengen. Het is zoeken naar de juiste balans. Daarnaast, het is een robot en dat is prima. Dan houd je ook een bepaalde afstand. Mensen zijn geneigd om eerlijker tegen een robot te zijn. Is dat juist omdat hij minder met de informatie kan? Het is sowieso leuk om een mens-robot-interactie te zien. Hopelijk vinden de ouders het ook leuk dat hun kind met een robot omgaat.

Er is ook nog een praktische uitdaging: het ontwikkelen van een robot waar ik niet de hele tijd naast hoef te staan. Een robot met een simpel protocol om hem aan en uit te zetten. Dan moet hij robuust zijn en dat is, om in het thema te blijven, een hele uitdaging. We moeten heel snel die verhaaltjes gaan ‘doen’, die kunnen namelijk gelijk naar de kinderen toe. Er zit een bepaalde opbouw in ons project. De kennismaking is het tweede punt op onze to-do-lijst. Daarna gaan we naar de speelkamer. Het concept ‘robotvriendje’ hebben wij niet bedacht. Maar, als we een robot, in deze context, dialoogjes kunnen laten voeren en empathisch vermogen geven, dan is het een fantastische doorbraak.”

Tekst: Marieke Roggeveen | Fotografie: Marcel Krijger | december 2016