Buchbeitrag „Pepper zu Besuch im Spital“

Im August 2024 ist der Buchbeitrag „Pepper zu Besuch im Spital: Eine Lernanwendung für diabeteskranke Kinder und die Frage nach ihrer sozialen Angemessenheit“ von Oliver Bendel und Sara Zarubica erschienen. Er legt im zweiten Kapitel Grundlagen zu sozialen Robotern und präsentiert exemplarisch deren Einsatz im Gesundheitsbereich. Er beschreibt im dritten die Vorbereitung und Durchführung des Projekts, zudem die Tests mit den Kindergruppen im Spital. Im vierten geht er auf die soziale Angemessenheit der Gestaltung und Umsetzung ein, unter Berücksichtigung der bisherigen Ergebnisse und Erkenntnisse. Es wird dargelegt, wie physische Präsenz, humanoides Aussehen sowie verbales und gestisches Feedback den Lernerfolg und die Lernfreude unterstützen und wie sie Teil eines simulierten sozialen Settings in der Kinderklinik sind. Zugleich wird danach gefragt, welche technischen, pädagogischen und ethischen Herausforderungen resultieren und wie diesen mit unterschiedlichen Ansätzen begegnet werden kann. Der Buchbeitrag ist Teil des Herausgeberbands „Technik sozialisieren?/Technology Socialisation?“ von Bruno Gransche, Jacqueline Bellon und Sebastian Nähr-Wagener, welcher wiederum Teil der Buchserie „Techno:Phil – Aktuelle Herausforderungen der Technikphilosophie“ bei Metzler ist.

Abb.: Sara Zarubica mit Pepper

Ein sozialer Roboter als interaktiver Lernpartner von Kindern mit Diabetes

Sara Zarubica entwickelte im Rahmen ihrer von Prof. Dr. Oliver Bendel betreuten Abschlussarbeit an der Hochschule für Wirtschaft FHNW für ein Kinderspital eine auf einem sozialen Roboter laufende Lernanwendung. Das Ziel war es laut Abstract, aus Pepper einen interaktiven Lernpartner zu machen, mit dem die Kinder „das Schätzen von Kohlenhydratmengen in Mahlzeiten üben und so eine Grundlage für den täglichen Umgang mit Diabetes mellitus Typ 1 schaffen können“ (Abstract). Im Abstract heißt es weiter: „Zu Beginn der Arbeit wurden die Anforderungen an die Lernsoftware mit der Auftraggeberschaft besprochen und danach ergänzt und dokumentiert. Basierend darauf erfolgten Recherchen in Bezug auf das Design der Lernsoftware, deren Ergebnisse in einer Mindmap zusammengetragen wurden.“ (Abstract) Zur Visualisierung der Lernsoftware erstellte die Studenin anhand der Mindmap ein Mockup. Dann erarbeitete sie den Fragenkatalog für die Lernsoftware. Für die Evaluation des Technologie-Stacks führte sie eine Nutzwertanalyse durch. Aufgrund der Ergebnisse wählte sie das Betriebssystem NAOqi 2.5 für die Implementierung der Roboterinteraktion aus. „Basierend auf dem Wunsch der Auftraggeberschaft, dass das Lernspiel auch ohne Pepper funktionieren solle, wurde für das Lernspiel eine Webapplikation erstellt. Für die Kommunikation zwischen der Weblösung und Pepper wurde eine Schnittstelle entwickelt, welche das LibQi-JavaScript-SDK benutzt, um so Dienste zur Roboterinteraktion aufzurufen.“ (Abstract)  Für das Setup von Pepper und das Abfangen von Events verwendete die Entwicklerin bereits vordefinierte Elemente in Python und passte sie für den vorliegenden Zweck an. „Sämtliche Systemtests in der Testphase verliefen erfolgreich und der Akzeptanztest wurde an zwei Halbtagen in der Kinderklinik … durchgeführt. Allen zehn Teilnehmern am Akzeptanztest hat die Interaktion mit Pepper gut gefallen und acht von zehn Kindern würden das Spielen mit Pepper sogar gegenüber dem Tablet vorziehen.“ (Abstract) Kommunikation und Interaktion bestehen darin, dass Pepper spricht, Kopf- und Körperbewegungen macht und mit den Armen gestikuliert. Er erinnert sich an den Namen des Benutzers und gebraucht diesen während der Konversation. Das Kinderspital darf als Auftraggeber die Lernsoftware einsetzen und weiterentwickeln.

Abb.: Sara Zarubica bei der Demonstration der Lernsoftware

Kranke Kinder lernen mit Pepper

Die IT-Spezialistin Sara Zarubica entwickelt seit April 2022 unter der Betreuung von Prof. Dr. Oliver Bendel an der Hochschule für Wirtschaft FHNW eine Lernsoftware für Pepper, die Kindern mit Diabetes in einem Kinderspital grundlegendes Wissen vermittelt. Der soziale Roboter eignet sich gut für diesen Anwendungsfall, weil er über ein Display im Brustbereich verfügt. Die Lernsoftware läuft darauf und kann darüber gesteuert werden. Zusätzlich gibt Pepper verbales und gestisches Feedback, etwa wenn eine Aufgabe richtig gelöst wurde. Im Fokus ist das Abschätzen der Kohlenhydratwerte von Nahrungsmitteln und Mahlzeiten. Es ist für die Kinder wichtig zu wissen, wie viele Kohlenhydrate sie zu sich genommen haben, da davon die zu spritzende Menge des Insulins abhängt. Das grundlegende Wissen über Diabetes kann durch die Wissensfragen im Spiel auch erlernt werden, steht aber nicht im Zentrum. Die Lernanwendung ist kurz vor der Fertigstellung. Die Kinder im Spital waren bei den Tests mehrheitlich begeistert und begrüßten die Abwechslung. Ab Mitte August 2022 liegen die Ergebnisse des Projekts vor, also der Bericht mitsamt der Dokumentation und die Programmierung selbst.

Abb.: Sara Zarubica mit ihrer Lernsoftware für Pepper