Rencontrez CARMEN, un robot qui aide les personnes souffrant de troubles cognitifs légers

Rencontrez CARMEN, abréviation de Cognitively Assistive Robot for Motivation and Neurorehabilitation, un petit robot de table conçu pour aider les personnes atteintes de troubles cognitifs légers (MCI) à acquérir des compétences pour améliorer la mémoire, l’attention et le fonctionnement exécutif à la maison.

Contrairement à d’autres robots dans cet espace, CARMEN a été développé par l’équipe de recherche de l’Université de Californie à San Diego en collaboration avec des cliniciens, des personnes atteintes de MCI et leurs partenaires de soins. À la connaissance des chercheurs, CARMEN est également le seul robot qui enseigne des stratégies cognitives compensatoires pour aider à améliorer la mémoire et la fonction exécutive.

“Nous voulions nous assurer que nous proposions des inventions significatives et pratiques”, a déclaré Laurel Riek, professeur d’informatique et de médecine d’urgence à l’UC San Diego et auteur principal du travail.

Le MCI est une étape intermédiaire entre le vieillissement typique et la démence. Elle affecte divers domaines du fonctionnement cognitif, notamment la mémoire, l’attention et le fonctionnement exécutif. Environ 20 % des personnes de plus de 65 ans souffrent de cette maladie, et jusqu’à 15 % d’entre elles évoluent vers la démence chaque année. Les traitements pharmacologiques existants n’ont pas réussi à ralentir ou à empêcher cette évolution, mais les traitements comportementaux peuvent aider.

Les chercheurs ont programmé CARMEN pour qu’elle propose une série d’exercices d’entraînement cognitif simples. Par exemple, le robot peut apprendre aux participants à créer des endroits routiniers pour laisser des objets importants, tels que des clés ; ou apprenez des stratégies de prise de notes pour vous souvenir des choses importantes. CARMEN le fait à travers des jeux et des activités interactifs.

L’équipe de recherche a conçu CARMEN en gardant à l’esprit un ensemble clair de critères. Il est important que les gens puissent utiliser le robot de manière indépendante, sans la supervision d’un clinicien ou d’un chercheur. Pour cette raison, CARMEN devait être plug and play, sans nombreuses pièces mobiles nécessitant un entretien. Le robot doit également pouvoir fonctionner avec un accès limité à Internet, car de nombreuses personnes n’ont pas accès à une connectivité fiable.

CARMEN doit pouvoir fonctionner sur une longue période. Le robot doit également être capable de communiquer clairement avec les utilisateurs ; exprimer de la compassion et de l’empathie pour la situation d’une personne ; et prévoyez des pauses après des tâches difficiles pour aider à maintenir l’engagement.

Les chercheurs ont déployé CARMEN pendant une semaine chez plusieurs personnes atteintes de MCI, qui ont ensuite effectué plusieurs tâches avec le robot, comme identifier les endroits de routine où laisser les articles ménagers afin qu’ils ne se perdent pas et placer les tâches sur un calendrier afin qu’ils ne sera pas oublié.

Les chercheurs ont également déployé le robot au domicile de plusieurs cliniciens ayant une expérience de travail avec des personnes atteintes de MCI. Les deux groupes de participants ont rempli des questionnaires et des entretiens avant et après les déploiements d’une semaine.

Après la semaine avec CARMEN, les participants atteints de MCI ont déclaré avoir essayé des stratégies et des comportements qu’ils considéraient auparavant comme impossibles. Tous les participants ont déclaré que l’utilisation du robot était facile. Deux participants sur trois ont trouvé les activités faciles à comprendre, mais l’un des utilisateurs a eu des difficultés. Tous ont déclaré vouloir davantage d’interaction avec le robot.

“Nous avons constaté que CARMEN donnait aux participants la confiance nécessaire pour utiliser des stratégies cognitives dans leur vie quotidienne, et les participants voyaient des opportunités pour CARMEN de faire preuve de plus grands niveaux d’autonomie ou d’être utilisé pour d’autres applications”, écrivent les chercheurs.

L’équipe de recherche a présenté ses résultats lors de la conférence ACM/IEEE Human Robot Interaction (HRI) en mars 2024, où elle a reçu une nomination pour le prix du meilleur article.

Les prochaines étapes comprennent le déploiement du robot dans un plus grand nombre de foyers.

Les chercheurs prévoient également de donner à CARMEN la possibilité d’avoir des conversations avec les utilisateurs, en mettant l’accent sur la préservation de la confidentialité lorsque ces conversations ont lieu. Il s’agit à la fois d’un problème d’accessibilité (car certains utilisateurs peuvent ne pas avoir la motricité fine nécessaire pour interagir avec l’écran tactile de CARMEN), et aussi du fait que la plupart des gens s’attendent à pouvoir converser avec les systèmes de leur maison.

Dans le même temps, les chercheurs souhaitent limiter la quantité d’informations que CARMEN peut fournir aux utilisateurs. “Nous voulons garder à l’esprit que l’utilisateur doit toujours faire l’essentiel du travail, de sorte que le robot ne peut qu’assister et ne pas donner trop d’indices”, a déclaré Riek.

Les chercheurs étudient également comment CARMEN pourrait aider les utilisateurs souffrant d’autres pathologies, telles que le TDAH.

L’équipe de l’UC San Diego a construit CARMEN sur la base du robot FLEXI de l’Université de Washington. Mais ils ont apporté des modifications substantielles à son matériel et ont écrit tous ses logiciels à partir de zéro. Les chercheurs ont utilisé ROS pour le système d’exploitation du robot.

De nombreux éléments du projet sont disponibles sur GitHub.