Investigadores de la Universitat Politecnica de Catalunya en Barcelona han desarrollado recientemente Baby Robot, un juguete robótico que podría usarse para mejorar las habilidades motoras de los niños pequeños. Este sistema, presentado en un artículo prepublicado en arXiv, puede interactuar con los niños pequeños de manera que los anime a moverse, ya sea para intentar agarrar el robot o para huir de él.
“Nuestro estudio surgió primero como un proyecto universitario”, explicaron a Tech Xplore Alba M. G. García y Eric Cañas, los dos estudiantes de maestría que llevaron a cabo el estudio. “Vivíamos juntos mientras cursaba un Máster en Inteligencia Artificial en Barcelona. Una de las asignaturas que estábamos cursando, llamada” Interacción Cognitiva con Robots”, e impartida por nuestros profesores Anaís Garrell y Cecilio Angulo, nos brindó la oportunidad perfecta para tener un un poco de diversión durante las medidas de bloqueo de COVID-19″.
El objetivo principal del estudio reciente realizado por García y Cañas era desarrollar un sistema que pudiera mejorar los clásicos ‘juguetes para gatear’, juguetes con los que juegan muchos niños pequeños y bebés mientras todavía gatean o mientras aprenden a caminar. Los investigadores querían para hacer que los juguetes para gatear sean más interactivos y entretenidos, dándoles la capacidad de reaccionar ante el comportamiento de un niño pequeño, en lugar de simplemente hacer que repitan aleatoriamente una serie de movimientos predefinidos.
Baby Robot es esencialmente un juguete parecido a un automóvil con una cámara pequeña y algunos sensores integrados. Los movimientos del robot están planificados por una serie de algoritmos de visión por computadora que pueden detectar a un niño pequeño, calcular la posición relativa de un robot y planificar movimientos que aumentarán los niveles de participación del niño con el juguete, al tiempo que evitarán colisiones con otros objetos.
“Con la información recopilada por el robot, los algoritmos calculan el estado actual de la sesión de juego y cómo debe comportarse el robot para motivar al bebé a perseguirlo (es decir, acercándose, escapando, exigiendo su atención, etc.)”, dijeron García y Cañas. “Mientras tanto, el robot puede conectarse a un dispositivo externo (como una PC o un teléfono inteligente), no solo para delegar algunos cálculos si es necesario, sino también para transmitir la sesión de reproducción o incluso grabarla”.
Baby Robot tiene numerosas ventajas sobre los juguetes para gatear existentes. El más notable es que se basa en técnicas de visión por computadora que le permiten responder a los movimientos de un niño pequeño en lugar de realizar movimientos aleatorios que no están relacionados con el comportamiento de un niño pequeño. Como resultado, el robot permite que los niños pequeños experimenten más mientras juegan, al mismo tiempo que los anima a practicar sus habilidades motoras.
García y Cañas evaluaron su robot en un entorno del mundo real, comparando cómo un grupo de niños pequeños en el jardín de infantes interactuaba con él con la forma en que jugaban con carros de juguete convencionales. Este experimento fue organizado por su profesor, Garrell, quien se acercó a un pedagogo y organizó una visita a un jardín de infancia para realizar su evaluación.
Curiosamente, descubrieron que los niños pequeños jugaban con Baby Robot durante más tiempo que con los juguetes para gatear convencionales. Además, el juguete robótico pareció mejorar las habilidades de movilidad de los niños con el tiempo.
“Durante nuestros experimentos, observamos que el compromiso de los bebés que jugaban con el sustituto del juguete Baby Robot aumentó significativamente, lo que los llevó a estar en movimiento 3,1 veces más y a viajar 4,4 veces más metros que los que estaban en la condición de control”, García. y dijo Cañas. “Este hallazgo abre una interesante línea de investigación sobre cómo los juguetes para gatear podrían procesar la retroalimentación del bebé y motivarlos a tener sesiones de gateo más largas y eficientes, así como cómo la visión por computadora puede ayudar a lograrlo”.
Hasta ahora, Baby Robot ha demostrado ser un juguete muy prometedor para aumentar las habilidades motoras de los niños pequeños. Por lo tanto, los investigadores están considerando la posibilidad de acercarse a los fabricantes de juguetes que podrían hacer que el sistema que desarrollaron sea accesible al público.
“Hemos pensado varias veces en asociarnos con un fabricante de juguetes, pero aún no hemos dado el primer paso”, dijeron García y Cañas. “Obtener el apoyo de un experto en el mercado de juguetes nos permitiría no solo transformar nuestro prototipo en algo con lo que los bebés realmente podrían jugar, un juguete resistente y aprobado, sino también desarrollar estudios más sólidos sobre cómo nuestro robot mejora las sesiones de gateo de un bebé”.
Una de las razones por las que García y Cañas aún no se han acercado a un fabricante de juguetes es que su prototipo actual fue construido con componentes muy baratos. Como resultado, es posible que aún no esté listo para ser presentado a posibles inversores.
“Rompimos por accidente un tablero de 60 € mientras experimentaba, desde entonces decidimos prototiparlo con los componentes más baratos que pudimos encontrar”, dijeron García y Cañas. “Así terminamos utilizando productos ligeros y accesibles -sin optimización de costes, el coste total del hardware no supera los 70 €-, pero poder experimentar con placas más potentes o cámaras más luminosas realmente mejoraría la experiencia”.
Como el robot está diseñado para niños pequeños, los investigadores también están cansados del hecho de que debería ser seguro para los niños. Por tanto, antes de que el juguete se comercialice, debería someterse a una serie de pruebas, que actualmente no pueden financiar.
“No se le puede dar a un niño pequeño un juguete que está lleno de cables visibles que podrían terminar en su estómago”, dijeron García y Cañas. “Por esta razón, en nuestros experimentos, hemos logrado simular su comportamiento utilizando otros juguetes controlados a distancia que ya estaban aprobados para bebés. Sin embargo, la experimentación más adecuada requeriría que un fabricante experto construyera un estuche resistente que permitiera a los bebés jugar directamente con Baby Robot, en lugar de una versión sustituta”.
En el futuro, a García y Cañas les gustaría encontrar inversores interesados en apoyar sus esfuerzos para desarrollar una línea completa de juguetes impulsados por visión artificial. Estos incluirían robots para niños en otras etapas de desarrollo, como bebés mayores y estudiantes de escuela primaria.
Además, los investigadores esperan realizar nuevos estudios pedagógicos que puedan ayudar a afinar el comportamiento de su juguete. El diseño de Baby Robot le permite producir luces, colores, sonidos y lindas expresiones faciales presentadas en una pantalla pequeña. Si bien estos elementos interactivos pueden mejorar la experiencia de un niño pequeño mientras juega con el juguete, el equipo aún no los implementó en su prototipo, ya que prefirieron investigar específicamente los efectos de su reactividad con el niño pequeño en el tiempo de juego resultante.
“En estudios futuros, nos gustaría incluir progresivamente el resto de los estímulos para observar cómo cada uno de ellos afecta el compromiso del bebé por separado”, dijeron García y Cañas. “Sin embargo, para ser realmente concluyentes, estos estudios adicionales requerirían la inclusión de un fabricante de juguetes que pudiera construir una caja segura para el juguete, con el fin de experimentar directamente con él en lugar de sustitutos”.
Fuente: Tech Xplore.
