Warum Feedback formalisiert werden muss?

Menschliche Therapeut*innen geben aufgrund ihres Wissens, ihrer Erfahrung und ihrer menschlichen Intuition in jeder Situation die korrekte und auf die Patient*innen angepasste Rückmeldung bezüglich der gerade durchgeführten Übung. Dies ist notwendig, um Patient*innen fortlaufend bezüglich der sachgerechten Umsetzung der Therapie zu unterstützen und zu motivieren engagiert die Übungen durchzuführen. In E-BRAiN soll ein humanoider Roboter in die Lage versetzt werden, sich ähnlich zu verhalten. Dazu ist es notwendig die Rückmeldungen (Feedback) formal zu beschreiben und in einen Algorithmus abzubilden. Nur so ist es möglich, dass ein Roboter sich korrekt verhält und das Feedback Situations-angepasst und personalisiert generiert wird.

Wie kann Feedback automatisch generiert werden?

In E-BRAiN nutzen wir für die Generation von Feedback das symbolische Expertensystem CLIPS (http://www.clipsrules.net). Dieses ermöglicht die Spezifikation von Fakten- und Regelwissen auf einem formalen, abstrakten Niveau. Gleichzeitig können durch das System die korrekten Interventionen für eine gegebene Situation ermittelt werden. Fakten und Regeln werden in maschinen-lesbarem Programmcode spezifiziert, wie z.B.

Diese Regel besagt, dass bei der ersten Wiederholung einer Aufgabe (task) für den aktuellen Patienten auf jeden Fall eine Beschreibung der Aufgabe angezeigt werden muss. Natürlich können diese Regeln beliebig komplexe Ausdrücke enthalten, wie z.B. "wenn sich die Performance im Vergleich zur letzten Durchführung während der ersten Sitzung stark verbessert hat, generiere ein lobend motivierendes Feedback für den Patienten".

Woher wissen wir, wann welches Feedback angebracht ist?

Wie bereits erwähnt können Therapeut*innen auf Basis ihres Fachwissens, ihrer Erfahrung und Intuition ihren Patient*innen jeweils das richtige Feedback geben. Wie genau dies geschieht, d.h., welche Schlussfolgerungen Therapeut*innen machen, versuchen wir aktuell im Rahmen von strukturierten Interviews zu erheben. Dazu werden Mitglieder der Arbeitsgruppen Neurorehabilitation (Prof. Dr. med. Thomas Platz) an der Universitätsmedizin Greifswald und des Instituts für klinische Psychologie (Prof. Dr. Alfons Hamm) an der Universität Greifswald befragt. Aus den Interviews werden die notwendigen Konzepte und Regeln für die Generation von Feedback extrahiert und anschließend in CLIPS-Programmcode übersetzt. Das Ergebnis ist ein Expertensystem, welches zumindest die grundlegenden Interventions-Selektions-Strategien der Expert*innen programmatisch umsetzt.

Wie wird den Patient*innen das Feedback präsentiert?

Wie bereits im Newsletter 2021-04 aus dem April 2021 beschrieben, kommt in E-BRAiN ein System zum Einsatz, welches aus einer gegebenen formalen Beschreibung Sätze in natürlicher Sprache generiert (Sprachsynthese). Dieses wurde auf Basis von RosaeNLG (https://rosaenlg.org) entwickelt und ist in der Lage korrekte Sätze zu synthetisieren, die an das Sprachniveau und andere Kontextfaktoren der Patient*innen angepasst werden. Die durch unser Expertensystem generierten Feedback-Konstrukte, wie z.B. der Ausdruck

werden an das Sprachsynthese-Modul übergeben und dort in natürliche Sprache umgewandelt. Anschließend werden die so generierten Sätze den Patient*innen sowohl auf dem Bildschirm angezeigt, als auch durch den Pepper-Robot gesprochen.