P7 Utilisation d'un Robot Nao pour les enfants autistes

Présentation du projet

Contexte

De nos jours, la robotique envahi nos foyers de plus en plus. On peut les remarquer dans nos cuisines mais aussi dans nos salons. La société Aldebaran Robotics est allé plus loin en créant un robot humanoïde du nom de NAO. Véritable compagnon éléctronique, ce robot est entièrement programmable et autonome et mesure 60 cm et présente des intérêts dans tous les domaines qu'il soit industriel, pédagogique mais aussi sociologique. GAPAS est une associaciation de plusieurs services au personnes handicapées. Parmi ceux-ci, on retrouve l'aide aux enfants autistes avec des difficultés visuelles. L'éducation de ces enfants diffère de celle donnée dans les écoles régulières. Il est important de s'adapter à leur(s) déficience(s) et donc de s'adapter à chacun d'eux. L'autisme se caractérise par des difficultés cognitves, socio-affectives et motrices. Cela se reflète par des troubles de la communication et de mauvaise compréhensions des émotions de leurs interlocuteurs et entraîne un repli de l'enfant. Le robot Nao par sa voix neutre et son manque d'expression faciale peut aider un enfant atteint de ces difficultés à apprendre et interagir avec le monde

«  Les enfants autistes ont un besoin d’attention considérable et NAO permet de combler ce vide en proposant des jeux simples, sans jamais se lasser. Le robot et l’enfant autiste partagent un trait commun : une lassitude inexistante. NAO vient les aider en éduquant et en faisant jouer les enfants sans se lasser. » (site internet : robotique TPE)

Objectif

Imaginer une collaboration avec la création de séquences de jeux et d’exercices éducatifs spécifiques aux problématiques rencontrées par les jeunes en utilisant l’aspect ludique et novateur de Nao. Il s’agirait de développer, en lien avec les professionnels un programme dédié à l’éducation des enfants souffrants de l’autisme : utiliser un robot Nao dans le cadre de leur accompagnement, pour stimuler les apprentissages. Par l’intermédiaire du Robot, on vise à stimuler les capacités de concentration, la capacité d’écoute, les interactions donc le travail sur la reconnaissance et l’expression des émotions.

Il s’agirait de développer des applications éducatives ayant toutes un objectif thérapeutique bien précis.

Caractéristiques du NAO

Hauteur 58 cm

Poids 4,8 kg

Autonomie 90 min

Degrés de liberté de 14 à 25 selon la version

Processeur Intel ATOM 1,6 GHz (V4) ou AMD Geode 550Mhz (V3.3 ...) selon la version

Système d'exploitation intégré Linux

Systèmes d'exploitation compatibles Windows, Mac OS, Linux

Langages de programmation C++, Python, Java, MATLAB, Urbi, C, .Net

Connectivité Ethernet, Wi-Fi ( b,g,n )

Vision 2 caméras 920p, 30ips (localisation, reconnaissance de visages ou d'bojets)

Audio 4 Microphones (reconnaissance vocale, localisation de source)

Capteurs:

-1 Capteur tactile au niveau de la tête et 1 au niveau de chaque main

-2 bumpers (capteur de contact) au niveau des avant-pieds

-2 sonars utilisant des capteurs ultrason (émetteurs et récepteurs)

-1 accéléromètre 3 axes

-2 gyromètres

-2 LED infrarouges

-2 Haut-parleurs (synthèse vocale)

Exemple de collaboration avec NAO [ https://www.youtube.com/watch?v=8BiayzQxTQA ]

Déroulement du projet

Semaine 1 : 15/09 - 21/09

Prise de contact avec les différents acteurs du projet.

Semaine 2 : 22/09 - 28/09

Recherche sur les besoins des enfants autiste. Constitution d'un dossier avec des méthodes de développement

Méthode ABBA [1]

Méthode de développement Fichier:Autisme.pdf

Méthode TEACCH Fichier:TEACCH.pdf

Semaine 3 : 29/09 - 05/10

Mise en place d'un cahier des charges et prise de rendez vous avec l'IME la pépinière

Semaine 4 : 06/10 - 12/10

Entretien avec notre professeur encadrant M. Grisoni. Différents points ont été abordés, notamment:

-La bonne prise en main du projet et l'élaboration du cahier des charges.

-La faisabilité du projet au regard des capacités techniques du NAO (Technologie embarquée, temps de charge, logiciels,... )

-Le déroulement des séquences de jeux et la prise en compte de chaque détail dans la réalisations de celles ci.

Semaine 5 : 13/10 - 19/10

Rencontre avec les représentants de GAPAS à l'IME la pépinière à Loos, en présence notamment des accompagnateurs des enfants et adultes atteints d'autisme et de déficience visuelle, ainsi qu'une orthophoniste qui suit régulièrement le progrès de ces derniers.

-Présentation du robot NAO et discussion autour de ces différentes possibilités techniques.

-Débat autour de la faisabilité du projet et de l'influence d'un robot tel que NAO dans le processus d'épanouissement et d'éveil d'enfants atteints d'autisme.

- Discussion autour des différentes possibilités de séquences de jeux entre le robot et les enfants qui favoriseraient le développement dudit processus. Prise en compte des différences entre enfants et adultes (salle Esperenza et salle Argos)

-Dialogue autour de la technologie à utiliser pour que le NAO puisse reconnaitre chaque enfant en sa présence. Utilisation de la technologie RFID par exemple, notamment sous forme de patch à coller sur des vêtements.

-Choix d'une première séquence de jeu avec le robot qui permettrait une approche initiale avec les enfants.

-Visite des locaux et des salle de jeux