動態互動教學(人模仿機器人之重複擺動動作)

動態教學主要由人形機器人示範一系列動態的動作，製造一個學習的環境，

供自閉症孩童模仿人形機器人的動作，此部分專為較高功能的自閉症孩童所設 計，因為需於手臂上配戴三軸加速度計、Jennic無線微控制器與微小震動馬達，

對高功能的孩童較不會排斥，根據前面章節3.2所介紹的動態辨識的方法，教學

中，我們可以計算出自閉症孩童動作與預設動作的相似程度，得到正確的運動 方向，並藉由影像處理的輔助，確定運動區域的正確性，當自閉症孩童能跟隨 機器人的動作，將產生正面鼓勵之環境；反之，設計適當的音效作為提示，產 生誘導之輔助環境，希望藉由此迴路教學更進一步提升自閉症孩童與人形機器 人的互動。

 機器人動作樣本

動態互動教學以人形機器人的動作為樣本，此部分設計了四種簡易的上肢 擺動動作，分別為：手臂張開的上下擺動(對稱/不對稱)與手臂向前的上下擺動 (對稱/不對稱)，每個動作皆由電腦端控制，並給予不同的口語姿勢名稱。

 動態互動教學流程

一次完整的動態互動教學由上述的4個人形機器人動作樣本任意選擇數個動 作，對應至動作資料庫中，將依序做出動作，接著在測試者身上配戴三軸加速 度計、無線微控制器、震動馬達、紅色手套及肩上的紅布，機器人會在教學開 始前，做出手臂打平的動作，請測試者模仿，目的為了得到手臂影像初始的長 度，以利教學的正確判斷。

教學開始時，完全由電腦自主判斷動作與操控機器人及音效，人形機器人 起初做出自我介紹且於環境中產生教學音效的氛圍，步驟如圖4-12所示，教學 開始後，機器人會依序做出設定的數個動作，直到全部動作結束。

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圖 4-12 動態互動教學完整流程

動態教學中，動作的判斷將由前述之動態辨識演算法判斷運動區域的相似 程度百分率，有鑒於自閉症孩童行為能力的缺乏，故此部分動作相似度門檻值 調整約75%，接著利用影像處理的輔助，得到手臂水平移動的角度，對應動作 資料庫中動作的角度，當偵測的角度範圍介於正確動作的角度±10度內，則運動 區域判斷為正確，並將產生正面鼓勵的音效，且持續進行下一個動作，直到全 部動作結束；反之，當動作不匹配，將產生些微的震動於手臂上，且為避免教 學中斷，計時十秒後，還未達成，機器人便回到初始狀態並重做一次同樣的動

作，並由適當音效產生提示，若再經過十秒還是未完成，機器人將進行下一個 動作，來避免教學無法順利進行，全部動作結束後，機器人將做出歡呼的動作 並配上音效以茲正面的鼓勵，透過此部分的動態互動教學，同樣訓練自閉症孩 童的專注力，並做出不同的動作改善固著專注力的遷移，藉由較困難的動態動 作進一步培養個人行為能力，提升社會性的模仿意願。