機器人干預(yù)孤獨癥譜系障礙者社交技能的元分析

【摘要】 機器人技術(shù)為孤獨癥譜系障礙者教育與康復(fù)帶來新的可能。為系統(tǒng)評估機器人對孤獨癥譜系障礙者社交技能的干預(yù)效果及其影響因素，對2013年至2023年間17篇利用機器人干預(yù)孤獨癥譜系者社交技能的單一被試研究進行元分析，結(jié)果顯示，機器人干預(yù)一定程度上可以促進孤獨癥譜系障礙者社交技能的發(fā)展，且在基礎(chǔ)社交技能上效果顯著；干預(yù)對象、過程以及部分機器人特征是可能的調(diào)節(jié)因素。未來可進一步提高機器人干預(yù)技術(shù)，完善機器人干預(yù)策略。

【關(guān)鍵詞】 孤獨癥譜系障礙；社交技能；機器人干預(yù)；單一被試；元分析

【中圖分類號】 G760

【作者簡介】 程知為，碩士研究生，華中師范大學(xué)教育學(xué)院（武漢，430079），3030371597@qq.com；張江麗，碩士研究生，華中師范大學(xué)教育學(xué)院（武漢，430079）；朱涵，博士研究生，華東師范大學(xué)教育學(xué)部（上海，200062）；徐添喜，教授，華中師范大學(xué)教育學(xué)院（通訊作者：tianxi.xu@ccnu.edu.cn，武漢，430079）。

一、問題提出

孤獨癥譜系障礙（Autism Spectrum Disorder，以下簡稱ASD）是一種神經(jīng)發(fā)育障礙，其主要特征表現(xiàn)為社交溝通領(lǐng)域的障礙以及限制性/重復(fù)性的行為模式、興趣和活動。根據(jù)《精神障礙診斷與統(tǒng)計手冊（第五版）》，ASD者社交領(lǐng)域的障礙是“多種情景下的社會溝通和社會互動方面的持續(xù)缺陷”，是“普遍和持續(xù)的”，在其兒童發(fā)展早期就已存在［1］。這種障礙影響了ASD者與他人互動和溝通的能力，使其學(xué)習(xí)和生活都面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)［2］。因此，如何提高ASD者的社交技能一直以來都是教育和康復(fù)領(lǐng)域的焦點。

近10年來，機器人技術(shù)在新一代信息科技革命的推動下迭代嬗變［3］，被廣泛應(yīng)用于ASD者社交技能的干預(yù)領(lǐng)域［4］，如模仿能力、言語表達(dá)、社交活動［5-7］，并展現(xiàn)出巨大潛能［8］，越來越受到研究者的關(guān)注。研究者使用機器人干預(yù)的原因不盡相同。首先，在社交互動領(lǐng)域，機器人可能于無生命之物和有生命的社會存在之間占據(jù)了一個特殊的位置［9］，它作為一個簡化和可控制的社交對象，能夠吸引ASD者的注意力和興趣，并降低其在社交互動中的焦慮和壓力［10］。其次，腦科學(xué)證據(jù)表明，ASD者將機器人作為社交同伴的機制與普通兒童的同伴交往機制存在相似之處［11］。同時，機器人具有主動交互、可移動、可觸摸等特點，可以提供個別化的服務(wù)，計算機程序使機器人與ASD者的交互簡單、穩(wěn)定且可預(yù)測。此外，機器人記錄和分析數(shù)據(jù)的客觀性和準(zhǔn)確性較高［12-13］。

隨著大數(shù)據(jù)、多維傳感、人工智能等技術(shù)的蓬勃發(fā)展，作為新質(zhì)生產(chǎn)力典型代表的機器人迎來“奇點時刻”，但機器人對ASD者社交技能的功效亦面臨廣泛爭議［14］。一方面，有研究表明，使用機器人對ASD者進行干預(yù)可以取得積極的效果，能夠顯著提高ASD學(xué)生的眼神接觸、主動接近、言語互動等社交能力［15-16］，機器人干預(yù)也被納入循證實踐“技術(shù)輔助教學(xué)與干預(yù)”（Technology-Aided Instruction and Intervention）當(dāng)中［17］。另一方面，不少研究對干預(yù)效果提出質(zhì)疑，如一項研究利用機器人對ASD青少年的職業(yè)技能與社交技能進行干預(yù)，發(fā)現(xiàn)其社交技能并沒有顯著提高［18］。此外，還有研究者稱機器人可以作為“工具”促進ASD者的合作與參與，但到目前為止，還無法取代“傳統(tǒng)”人工干預(yù)的方式［19］。因此，在智能時代推動信息技術(shù)與特殊教育融合的背景下，亟須探索機器人技術(shù)應(yīng)用于ASD者社交技能干預(yù)的有效性及其影響因素，從而更好地為ASD者社交技能的發(fā)展提供支持。

相較于隨機對照實驗，單一被試實驗設(shè)計更能充分捕捉到干預(yù)對個體的具體影響，允許研究者深入探究ASD者對特定干預(yù)的反應(yīng)，從而發(fā)現(xiàn)自變量與因變量之間的功能關(guān)系［20］。然而，此方法需要注意研究的效度，即研究結(jié)果在多大程度上能被推廣到更廣泛的ASD群體中，是否受到諸如實施者偏差、測量偏差等因素的影響［21-22］。通過對多項研究結(jié)果的整合梳理，元分析能夠提供關(guān)于干預(yù)效果的綜合評估，識別影響干預(yù)效果的潛在因素［23］。因此，本研究利用元分析方法，對過去10年國內(nèi)外采用機器人干預(yù)提升ASD者社交技能的單一被試實驗進行回顧和分析，評估機器人干預(yù)在提升ASD者社交技能方面的有效性，為進一步研究和實踐提供參考。

二、研究方法

（一）文獻(xiàn)檢索及篩選

根據(jù)研究目的，在中國知網(wǎng)、維普網(wǎng)、Web of Science、Science Direct、EBSCO、Sage、Wiley等數(shù)據(jù)庫中進行檢索。以中文主題詞“機器人/機器人技術(shù)/機器人輔助”“自閉癥/孤獨癥譜系障礙”“社交技能”，英文主題詞“Robot OR robotic OR social assistive robot OR human-robot interaction OR SAR OR HRI”“ASD OR autism OR autistic OR autism spectrum disorder”“Social skills/Communication skills/Interper-sonal skills/Verbal communication/Nonverbal commu-nication”進行檢索，根據(jù)布爾邏輯運算符，主題詞之間用AND連接。選取的文獻(xiàn)發(fā)表時間設(shè)定為2013年1月至2023年10月，共檢索出文獻(xiàn)2956篇。

首先通過標(biāo)題、摘要排除與主題不符的文獻(xiàn)，其次排除重復(fù)文獻(xiàn)，對其余文獻(xiàn)進行全文瀏覽后根據(jù)文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)進行篩選，具體的文獻(xiàn)納入標(biāo)準(zhǔn)為：（1）研究使用的干預(yù)方法為機器人干預(yù)，干預(yù)的領(lǐng)域為社交技能領(lǐng)域；（2）研究對象為ASD者；（3）研究設(shè)計為單一被試實驗；（4）文獻(xiàn)為公開發(fā)表可以全文獲取，并提供了充足的信息計算效應(yīng)值，基線期和干預(yù)期結(jié)果以單一被試數(shù)據(jù)圖呈現(xiàn)。最終符合標(biāo)準(zhǔn)的17篇文獻(xiàn)被納入，如圖1所示。

（二）文獻(xiàn)編碼與質(zhì)量評價

根據(jù)研究目的，以機器人干預(yù)為自變量，社交技能為因變量，干預(yù)對象特征、干預(yù)過程特征、機器人特征三方面作為調(diào)節(jié)變量，分析機器人干預(yù)ASD者社交技能的有效性并探究可能影響干預(yù)有效性的因素。

1.因變量

現(xiàn)有研究對社交技能的定義不盡相同，但大部分定義都涉及社會溝通和在社會環(huán)境中與他人互動的各個方面。在理論上，心理學(xué)詞典中將社交技能定義為“在既定的社會情景中使人能夠勝任且恰當(dāng)?shù)嘏c他人互動的一系列可習(xí)得的技能”［24］，是社會可接受的可習(xí)得行為，使一個人能夠與他人互動，從而引發(fā)積極的反應(yīng)。在實踐中，不同社交技能訓(xùn)練項目和診斷量表對社交技能進行了操作化定義［25］。研究者將社交技能干預(yù)項目中的社交技能總結(jié)為通用社交技能（情緒識別、問題解決、非語言交流等）、兒童社交技能（分享、輪流對話、基本禮儀等）和青少年、成人社交技能（溝通技能、電子通信、幽默等）［26］。在社交技能評估量表，如社交技能提升系統(tǒng)評定量表中，將社交技能分為七個部分：溝通、合作、主張、責(zé)任感、移情、參與、自我控制［27］。鑒于社交技能的復(fù)雜性和多面性，結(jié)合以往研究和文獻(xiàn)篩選結(jié)果，本研究認(rèn)為，社交技能包括基礎(chǔ)社交技能（如共同注意、眼神接觸）、中階社交技能（如合作能力、情緒識別、言語技能、輪流技巧）、進階社交技能（如社交參與）等能夠使個體與他人互動，從而引發(fā)積極的反應(yīng)并有助于避免消極反應(yīng)的具體技能［28］。

2.調(diào)節(jié)變量

第一，干預(yù)對象特征主要包括性別、年齡、認(rèn)知功能、社交基礎(chǔ)、機器人先備經(jīng)驗。其中，年齡依據(jù)兒童發(fā)展階段被編碼為0—2歲、3—5歲、6—11歲、12—14歲、15—18歲、19—22歲［29］。認(rèn)知功能被編碼為高功能、低功能。根據(jù)文章報告的ASD者智力分?jǐn)?shù)及相關(guān)細(xì)節(jié)描述，將智力測驗得分在正常范圍、認(rèn)知發(fā)展較好的ASD者編碼為高功能，反之則為低功能。社交基礎(chǔ)根據(jù)社交能力得分和描述，被編碼為正常、一般、較差。機器人先備經(jīng)驗根據(jù)文章相關(guān)報告被編碼為有經(jīng)驗與無經(jīng)驗。

第二，干預(yù)過程特征主要包括干預(yù)人員、干預(yù)環(huán)境、干預(yù)次數(shù)、單次干預(yù)時間、干預(yù)方法。干預(yù)人員指干預(yù)具體實施的人員參與情況，其中研究者在教學(xué)過程中只監(jiān)督不指導(dǎo)或只觀察不干預(yù)，僅有機器人與干預(yù)對象進行二元交互的情況，被編碼為二元；有教師、家長、研究者等其他人員參與干預(yù)，進行干預(yù)對象—機器人—他者的三元交互的情況，被編碼為三元［30］。干預(yù)環(huán)境指干預(yù)發(fā)生的具體場所，包括教室、干預(yù)室（含實驗室、治療室等）。干預(yù)次數(shù)以文章報告或數(shù)據(jù)圖中干預(yù)點數(shù)作為依據(jù)，分為10次以下、10次以上；單次干預(yù)時間根據(jù)文章報告，分為15分鐘以下、16—30分鐘、31—45分鐘、45分鐘以上。干預(yù)方法根據(jù)機器人在干預(yù)中的作用，編碼為直接或中介，中介指研究除采用機器人干預(yù)外借助其他干預(yù)措施，如通過機器人中介的方法進行樂高游戲、虛擬課堂等。

第三，機器人特征主要包括靈活程度、外觀、反饋方式、控制方式。靈活程度以機器人的自由度為主要參考，以機器人的可移動性為次要參考，本研究中自由度大于20且可移動編碼為高靈活，反之編碼為低靈活［31］；機器人的外觀根據(jù)機器人制造商或者研究人員所報告的肢體的完整程度和面部的真實性等特征來定義，包括類人和非類人兩種；反饋方式根據(jù)文章報告及研究設(shè)計與流程，分為有無聲音反饋、有無動作反饋、有無視頻反饋、有無面部表情反饋；控制方式根據(jù)文章報告內(nèi)容及前人研究，分為手動、自動或半自動［32］，具體見圖2。

3.文獻(xiàn)質(zhì)量評價

單一被試實驗研究文獻(xiàn)的質(zhì)量評價參照Wang等人的研究，從五個方面對文獻(xiàn)質(zhì)量進行評價［33］，符合每項質(zhì)量指標(biāo)計1分，共5分，具體見表1。

（三）數(shù)據(jù)分析

目前有多種針對單一被試實驗效應(yīng)值的計算方法，如非重疊法、參數(shù)法和均差法。其中，非重疊法具有適用范圍廣、簡便易行的特點，可以更好地利用單一被試實驗的數(shù)據(jù)［34］。本研究采用非重疊法中較為典型的Tau-U指數(shù)計算效應(yīng)值，其原理為在計算階段間Tau的基礎(chǔ)上，通過加權(quán)引入干預(yù)期或基線期各自的趨勢，從而得到Tau-U［35］。本研究中，基線期趨勢大于0.4則選擇控制。效應(yīng)量臨界值采用Parker等人的指標(biāo)，0.93及以上為極高效果，0.82至0.92為高度效果，0.66至0.81為中等效果，0.48至0.65為微弱效果，0.47及以下為無效果。

在效應(yīng)值評價上，采用90%置信區(qū)間評價干預(yù)的總體效應(yīng)量；采用85%置信區(qū)間的重疊情況分析變量的調(diào)節(jié)效應(yīng)，當(dāng)數(shù)據(jù)在接近85%置信區(qū)間內(nèi)不重疊時，表示存在顯著差異［36］。由2名研究者依照上述標(biāo)準(zhǔn)對文獻(xiàn)進行獨立編碼并計算效應(yīng)值，結(jié)果顯示編碼一致性為98.5%，效應(yīng)值計算結(jié)果的Kappa系數(shù)為0.91，說明本研究信度較高。

三、研究結(jié)果

（一）研究整體特征

納入研究的文獻(xiàn)中包含74名ASD參與者，共產(chǎn)生225個效應(yīng)量、27個維持效應(yīng)量。研究設(shè)計上，4篇文獻(xiàn)采用單基線設(shè)計，7篇采用倒返實驗設(shè)計，4篇采用跨被試多基線設(shè)計，2篇采用交替處理設(shè)計。此外，8篇文獻(xiàn)報告了觀察者間的一致性，除1篇為0.66，其余結(jié)果均大于0.80；3篇文獻(xiàn)報告了干預(yù)的完整性，結(jié)果均大于90%；2篇文獻(xiàn)報告了社會效度，分別顯示為良好和一般。在質(zhì)量評價上，納入文獻(xiàn)中有15篇（88.2%）得分≥4分，整體質(zhì)量良好。

（二）研究整體效應(yīng)值

機器人干預(yù)的總體效應(yīng)值為0.64（plt;0.01），干預(yù)效果在微弱與中等的臨界范圍，反映出通過機器人干預(yù)一定程度上可以促進ASD者社交技能學(xué)習(xí)和發(fā)展的效果。在泛化效應(yīng)與維持效應(yīng)方面，暫無研究呈現(xiàn)ASD者的泛化效應(yīng)數(shù)據(jù)，而干預(yù)效果的維持效應(yīng)值為0.79（plt;0.01），處于中等范圍，說明通過機器人提升ASD者社交技能的效果能夠在干預(yù)后維持。

（三）效應(yīng)值差異分析

1.不同社交技能的差異

納入分析的研究主要分為7類社交技能，機器人干預(yù)的效果見圖3。其中，機器人干預(yù)對ASD者眼神接觸與共同注意的干預(yù)效應(yīng)值在0.82以上，反映出高度的效果；對言語技能的干預(yù)在0.66以上，顯示出中等效果；對合作技能、情緒識別、輪流技巧的干預(yù)效應(yīng)量大于0.48，達(dá)到微弱效果；而社交參與的效應(yīng)值小于0.47，處于無效果范圍。從森林圖可知，在85%置信區(qū)間的條件下，機器人干預(yù)對社交參與的干預(yù)效果顯著低于其他類型的社交技能。

2.干預(yù)對象特征的差異

機器人干預(yù)對不同特征ASD者干預(yù)的元分析結(jié)果見圖4。對于不同性別的被試，機器人干預(yù)的效果均處于微弱范圍，且并無顯著差異；對于3—5歲和12—14歲的ASD者，干預(yù)效果處于微弱范圍，而對于6—11歲ASD者的干預(yù)效果處于中等范圍，顯著高于3—5歲；先備經(jīng)驗及社交基礎(chǔ)不同的ASD者的干預(yù)效果均不存在顯著差異；高認(rèn)知功能ASD者的干預(yù)效果處于高度有效范圍，顯著高于低功能ASD者。

3.干預(yù)過程特征的影響

不同干預(yù)過程特征的效應(yīng)值及其85%置信區(qū)間見圖5。干預(yù)人員上，采用二元與三元干預(yù)的效應(yīng)值分別處于微弱與中等范圍，后者顯著高于前者；干預(yù)環(huán)境上，在教室中進行的干預(yù)取得了中等效果，在干預(yù)室中的干預(yù)取得了微弱效果，存在顯著差異；干預(yù)次數(shù)上，效應(yīng)值均處于微弱水平，且不存在顯著差異；單次干預(yù)時間上，16—30分鐘及31—45分鐘的干預(yù)效果均處于高度有效及以上，且顯著高于15分鐘以下或45分鐘以上；干預(yù)方法上，采用直接干預(yù)的效果微弱，中介干預(yù)效果中等，顯著高于直接干預(yù)。

4.不同機器人特征的影響

不同機器人特征的效應(yīng)值及其85%置信區(qū)間見圖6。在靈活程度上，高靈活機器人干預(yù)效果處于中等范圍，顯著高于低靈活機器人。類人機器人干預(yù)效果處于中等范圍，但與非類人機器人之間沒有顯著差異。在反饋方式上，存在聲音、動作、面部反饋的機器人干預(yù)效果顯著高于不存在聲音、動作、面部反饋的機器人，而存在視頻反饋的機器人干預(yù)效果顯著低于不存在視頻反饋的機器人。雖然手動控制的機器人干預(yù)效果處于中等范圍，但與自動或半自動控制的機器人沒有顯著差異。

四、分析與討論

本研究對使用機器人干預(yù)ASD者社交技能的單一被試研究進行元分析，探討了機器人干預(yù)ASD者社交技能的整體效應(yīng)值、因變量的差異以及可能的調(diào)節(jié)變量。結(jié)果顯示，機器人可以在一定程度上提高ASD者的社交技能水平，不同社交技能的干預(yù)效果存在顯著差異。此外，被試年齡、認(rèn)知功能、干預(yù)人員、干預(yù)環(huán)境、單次干預(yù)時間、干預(yù)方法、機器人靈活程度、反饋方式都是可能的調(diào)節(jié)變量。

（一）機器人干預(yù)的整體效果

使用機器人干預(yù)ASD者社交技能的單一被試研究達(dá)到0.64的Tau值，表明使用機器人可以一定程度提高ASD者社交技能水平，且其潛能有待充分釋放。這一研究結(jié)果與以往部分研究一致。Soares等人研究發(fā)現(xiàn)，基于機器人的行為干預(yù)技術(shù)取得了中等程度的效應(yīng)值，但與傳統(tǒng)的“面對面”干預(yù)方式?jīng)]有顯著差異［37］；有關(guān)機器人干預(yù)的綜述文獻(xiàn)同樣支持了本研究的結(jié)論。Salimi等人的研究指出，機器人干預(yù)領(lǐng)域目前的研究2/3為有效干預(yù)，1/3為無效或消極干預(yù)［38］。干預(yù)效果微弱可能的原因為：機器人的功能、設(shè)計、程序仍有待優(yōu)化，而單一被試實驗對象選擇的局限性，使得不同性別、不同障礙程度等被試特征放大了這一不足之處；雖然納入研究的文獻(xiàn)整體質(zhì)量良好，都詳細(xì)報告了研究的設(shè)計，但其嚴(yán)格程度尚未考量，對干預(yù)的有效性也可能造成影響；機器人干預(yù)領(lǐng)域仍未有統(tǒng)一的干預(yù)方法，干預(yù)環(huán)境、干預(yù)過程也存在差異［39］，不同研究的干預(yù)方式是否有效值得商榷；此外，不同研究對實驗數(shù)據(jù)的分析處理的方法也存在差異，可能造成結(jié)果的偏差［40］。

（二）不同社交技能的干預(yù)效果

元分析發(fā)現(xiàn)，機器人干預(yù)對ASD者不同社交技能的干預(yù)效果存在差異，大部分處在微弱及以上水平，但對社交參與技能的干預(yù)無效果，推測可能的原因有以下幾點。一是技能難度差異。不同的社交技能復(fù)雜度和難度存在差異，眼神接觸和共同注意是比較基礎(chǔ)和直接的社交技能［41］，在干預(yù)上容易取得更佳的效果，而社交參與則涉及更高層次的社會認(rèn)知和情感理解，且與ASD者其他技能密切相關(guān)，如合作、互動技能等，更難以掌握。因此，對于“離散的”“基礎(chǔ)的”社交技能的指導(dǎo)相較于“一般性”的社交功能指導(dǎo)可能是更加有效的［42］。二是當(dāng)前機器人技術(shù)的局限性。根據(jù)班杜拉社會學(xué)習(xí)理論，ASD個體通過觀察和模仿機器人的行為來學(xué)習(xí)社交技能。機器人可以提供一致和可預(yù)測的反饋，有助于ASD個體學(xué)習(xí)社交規(guī)則和行為模式。而現(xiàn)有機器人可能無法完全模擬人類在復(fù)雜和多變的社會情境中所表現(xiàn)出來的各種情緒、語言和行為特征。盡管在某些領(lǐng)域已經(jīng)取得了進展，如使用大語言模型可以讓機器人被認(rèn)為更像人類，情感上更自然，并帶來更積極的印象［43］，但涉及較為復(fù)雜的情緒或行為干預(yù)時，機器人的功能可能受到挑戰(zhàn)，其流暢對話、表情與手勢的識別、觸覺反饋等功能仍有待持續(xù)改進［44］，使得ASD個體在社交技能上的觀察和模仿學(xué)習(xí)可能受到限制。值得注意的是，對共同注意的干預(yù)效應(yīng)值為0.98，顯示極高效果，但樣本量較小，可能存在樣本選擇偏差，因此需要謹(jǐn)慎評價該結(jié)果。

（三）干預(yù)對象特征的調(diào)節(jié)作用

研究結(jié)果顯示，不同年齡階段的ASD者在干預(yù)效果上存在差異。其中針對3—5歲ASD兒童的干預(yù)處于微弱效果范圍，針對6—11歲ASD兒童的干預(yù)處于中等有效范圍。出現(xiàn)這種顯著差異的原因可能是3—5歲ASD兒童還沒有發(fā)展出足夠的認(rèn)知和語言能力，對社交互動的興趣和動機較弱，因此可能難以從機器人介導(dǎo)的干預(yù)中受益。認(rèn)知結(jié)構(gòu)是社會意識與自我意識的基礎(chǔ)，3—5歲兒童的認(rèn)知功能發(fā)展處于初級階段，6—11歲兒童的認(rèn)知功能有所發(fā)展，有利于其社交—情緒（如自我控制，自我調(diào)節(jié)技能）的學(xué)習(xí)［45］。隨著兒童年齡的增長，其社會意識和自我意識也會發(fā)展，這有助于兒童理解他人的觀點和感受及自己在社交互動中的角色。這種認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展可能使年長的ASD兒童更容易從社交技能訓(xùn)練中受益。相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，通過社交故事對ASD兒童的社交技能干預(yù)效果顯著高于ASD幼兒，雖然干預(yù)手段有所差異，但表現(xiàn)出隨年齡變化的相似性［46］。

機器人干預(yù)對高功能的ASD者展現(xiàn)出更高的效應(yīng)量，說明認(rèn)知功能可能是影響干預(yù)效果的調(diào)節(jié)變量。這一研究結(jié)果與已有研究結(jié)果相吻合。ASD者的認(rèn)知水平與障礙程度有高度相關(guān)性，其認(rèn)知水平能在一定程度上反映障礙程度。低認(rèn)知水平的ASD者可能更難從干預(yù)中獲得有效信息，更難從機器人干預(yù)中獲益，導(dǎo)致其干預(yù)效果更差。例如，有研究者發(fā)現(xiàn)，輕度障礙ASD兒童面部情緒識別的干預(yù)效果高于中度和重度障礙ASD兒童［47］。

（四）干預(yù)過程特征的調(diào)節(jié)作用

元分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在干預(yù)過程中采用三元干預(yù)效果顯著高于二元干預(yù)效果，即多元干預(yù)主體有利于提高機器人對ASD者社交技能的干預(yù)效果。Salimi等人的研究也指出，與人類相比，機器人干預(yù)的“效率較低”［48］。導(dǎo)致這種情況的可能原因是，教師、同伴、家人參與到機器人干預(yù)ASD者社交技能的訓(xùn)練中能突破機器人的算法和程序等本身的限制，更及時地發(fā)現(xiàn)ASD者的社交需求，并提供更多的社交對象供ASD者選擇，給予ASD者更多的社交刺激和機會。此外，多元干預(yù)主體的參與可能代表干預(yù)方法的多樣性與完整性，使得干預(yù)更加有效。同時，通過機器中介干預(yù)的效應(yīng)值顯著高于機器人直接進行干預(yù)的效果，即單一的干預(yù)方法相較于多元的方法更為低效，這與其他研究者發(fā)現(xiàn)多元干預(yù)方法對ASD者更有效的研究結(jié)果相呼應(yīng)［49］。ASD者本身作為“整體”而成長，因此在進行研究與教育時，需要結(jié)合一系列服務(wù)及多學(xué)科合作與多樣的方法［50］。

在教室環(huán)境中的干預(yù)效果顯著高于治療室環(huán)境，導(dǎo)致這種效果差異的原因可能是，學(xué)習(xí)環(huán)境在塑造和促進個體的學(xué)習(xí)行為中扮演著至關(guān)重要的角色。動機激發(fā)理論深刻揭示了環(huán)境對于激發(fā)學(xué)習(xí)動力的關(guān)鍵性，其主張環(huán)境為個體的行為提供需要做出反應(yīng)的各種刺激條件并影響個體的學(xué)習(xí)效果。教室環(huán)境和治療室環(huán)境有不同的物理和社會特征，教室環(huán)境中有更多的同伴和教師存在，從而增加了ASD兒童與他人互動的機會和動機。然而，有研究指出，ASD者通常難以應(yīng)對學(xué)?！半y以預(yù)測、混亂、嘈雜”的環(huán)境［51］，這可能會對干預(yù)的效果產(chǎn)生影響。而本研究中干預(yù)效果較好的原因可能是小班化教學(xué)可以讓教師更好地與ASD者進行互動［52］。此外，教室環(huán)境作為自然場景，某些結(jié)構(gòu)化的系統(tǒng)可以提供更多的穩(wěn)定性和可預(yù)測性，從而減少ASD者的刻板或逃避行為，有利于學(xué)習(xí)或改善目標(biāo)行為［53］，促進ASD者社交技能的發(fā)展。

單次干預(yù)時間處于16—45分鐘時干預(yù)效果最佳，這與ASD者的注意力集中時長及刺激處理有關(guān)。研究表明，非ASD學(xué)生的課堂最佳注意力持續(xù)時間為10分鐘［54］；而ASD者對外界刺激信息檢測、加工時間較非ASD學(xué)生更長［55］。干預(yù)時間較短，如少于15分鐘，可能不足以讓ASD者充分吸收和內(nèi)化所教授的內(nèi)容，導(dǎo)致干預(yù)效果有限；而過長的干預(yù)時間，如多于45分鐘，可能會超出ASD者的注意力集中能力和認(rèn)知能力，從而影響干預(yù)效果。因此，過短的干預(yù)時間可能不足以產(chǎn)生顯著的學(xué)習(xí)效果，而過長的干預(yù)時間可能導(dǎo)致疲勞和動機下降。16—45分鐘的干預(yù)時間可能是一個平衡點，既能保持ASD兒童的學(xué)習(xí)動機，又能避免過度疲勞。

（五）機器人特征的調(diào)節(jié)作用

高靈活的機器人干預(yù)效果更佳，可能的原因在于高靈活度機器人配備多種傳感器且自由度較高，功能相對齊全。例如，NAO機器人可以通過眼睛的顏色和聲音的變化及身體的姿勢和動作實現(xiàn)多種功能，擔(dān)任多種角色［56］，從而被廣泛應(yīng)用于教育和研究領(lǐng)域。

具備聲音、動作、面部表情的機器人干預(yù)效果更好，原因在于機器人作為一種輔助技術(shù)，可以通過交互的方式將語音、圖片、文字和動作等結(jié)合在一起，以構(gòu)建適合學(xué)習(xí)者理解水平和興趣的概念［57］。以往研究表明，機器人的運動可以引起ASD者視覺運動的啟動，這是ASD者較少出現(xiàn)的自動模仿行為的先決條件［58］。呈現(xiàn)聲音和面部表情、肢體語言的機器人能更真實地模擬人類的社會互動，提供更豐富的視覺社交線索，從而有效利用ASD者視覺和聽覺感知的相對優(yōu)勢［59］，有助于ASD者學(xué)習(xí)和理解復(fù)雜的社交信號。然而視頻的出現(xiàn)卻降低了干預(yù)效果，原因可能在于復(fù)雜信息導(dǎo)致的過載和注意力的分散，即ASD兒童在涉及簡單感覺處理的任務(wù)上表現(xiàn)與非ASD同齡人相似，但在處理更復(fù)雜的多感官信息時表現(xiàn)出缺陷［60］。

五、研究不足與展望

本研究通過元分析方法對國內(nèi)外機器人干預(yù)ASD者社交技能的效果進行評價，并探究了干預(yù)對象特征、干預(yù)過程特征、機器人特征等調(diào)節(jié)變量的作用。然而，本研究存在一些不足之處，需要在未來的研究中加以改進和完善。

（一）研究不足

首先，研究可能存在文獻(xiàn)選擇偏倚。例如，來自隨機對照實驗的元分析結(jié)果表明，年齡是影響機器人干預(yù)效果的重要調(diào)節(jié)變量，年輕的參與者更容易受益［61］，這與本研究的結(jié)果不同。換言之，單一被試研究雖然可以充分考慮ASD者的特征、需求和偏好，但也可能存在樣本數(shù)量較小、難以控制干預(yù)過程中的其他變量等缺陷，成熟的實驗材料與嚴(yán)格的實驗設(shè)計對干預(yù)效果的影響還需持續(xù)驗證。其次，受納入文獻(xiàn)數(shù)量的影響，研究考察了14個調(diào)節(jié)變量。這些變量雖然都是相關(guān)元分析普遍關(guān)注的因素，但也可能忽略了其他可能影響干預(yù)效果的變量，如ASD者的語言能力、動機水平、興趣偏好、信息化操作能力以及干預(yù)強度等。未來的研究可以進一步探索不同變量的調(diào)節(jié)作用。此外，由于不同的研究在干預(yù)過程、干預(yù)方法等方面不盡相同，因此需要慎重考慮各變量之間的相互關(guān)系。如機器人干預(yù)對不同智力水平兒童的效果可能受到其年齡的影響，不同機器人的干預(yù)效果可能受到干預(yù)成員及干預(yù)方法的影響，等等。

（二）研究展望

基于元分析結(jié)果，本研究對提升機器人干預(yù)ASD者社交技能有效性提出以下建議。

1.提高機器人干預(yù)技術(shù)

“對技術(shù)的純粹樂觀或悲觀的觀點都不足以捕捉我們與技術(shù)之間關(guān)系的微妙性和復(fù)雜性”［62］，機器人干預(yù)領(lǐng)域更是如此。一方面，機器人領(lǐng)域目前仍未有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)與干預(yù)方法。對于單一被試研究而言，研究者常常通過對少數(shù)參與者進行細(xì)致的定量或定性研究得出結(jié)論，而在臨床領(lǐng)域，往往需要大規(guī)模的實驗和嚴(yán)格的統(tǒng)計檢驗。不同研究領(lǐng)域也存在差異，社交技能領(lǐng)域的廣泛性與ASD者的異質(zhì)性之間的交互使得不同研究的干預(yù)過程與方法存在顯著差異，從而缺乏統(tǒng)一的評判標(biāo)準(zhǔn)，同時設(shè)計的嚴(yán)格程度與實施的完整性等因素在許多研究中也未納入考量。另一方面，作為“制造業(yè)皇冠頂端的明珠”，機器人領(lǐng)域正處于快速發(fā)展的時期，信息技術(shù)、材料、生物等技術(shù)（如生成式人工智能、腦機接口等）的突破提供了更多的可能性，也預(yù)示著機器人干預(yù)的巨大潛能。

因此，可以從三個層面對機器人干預(yù)技術(shù)進行完善：一是機器人物理層面，包括機器人的外觀與功能問題，如尺寸、擬人化程度、自由度、傳感器等；二是人機交互層面，涉及機器的交互模式及互動過程，如交互內(nèi)容（如不同社交技能）、控制方式、互動程序等；三是干預(yù)的評估系統(tǒng)，需要建立起適切的評估標(biāo)準(zhǔn)，涵蓋不同的社交技能，使用從單一被試到大規(guī)模的隨機對照、從橫向研究到縱向研究、從定性分析到定量分析的多樣化研究方法［63］。

2.完善機器人干預(yù)策略

第一，在機器人干預(yù)的基礎(chǔ)上結(jié)合其他ASD者社交干預(yù)方法，如關(guān)鍵技能訓(xùn)練、回合式教學(xué)等，充分結(jié)合不同干預(yù)策略的優(yōu)勢促進ASD者社交參與。通過這些干預(yù)措施，個體可以從改善其社會功能和互動的更全面的方法中受益。多樣的干預(yù)策略允許量身定制和多方面的干預(yù)與教學(xué)計劃，以滿足個別化的需求，從而在社會情感發(fā)展和行為方面產(chǎn)生相應(yīng)的效果。第二，采用適宜的干預(yù)環(huán)境，最少受限制環(huán)境的原則強調(diào)“特殊需要的兒童需要在適宜的正常班級中接受教育”［64］，機器人干預(yù)的場所需要考慮到兒童個別化的需求與技能應(yīng)用的場所，在日常生活環(huán)境或適當(dāng)?shù)沫h(huán)境中實施，增加ASD者與其他人的社交互動，提高其社會融入程度，使其能在不同場景中運用所學(xué)習(xí)的社交技能。第三，社交技能的干預(yù)需要多元主體的參與，滿足不同社交情景的需要，同時也可干預(yù)多種社交技能，選擇合適的干預(yù)策略，從整體的角度促進ASD者的發(fā)展。

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A Meta-Analysis of Robot Intervention on Social Skills of Individuals With Autism Spectrum Disorder

CHENG Zhiwei" "ZHANG Jiangli" "ZHU Han" "XU Tianxi

Abstract：Robotics brings new possibilities to the education and rehabilitation of individuals with autism spectrum disorders. In order to systematically evaluate the effect of robot intervention on social skills of individuals with autism spectrum disorder and its influencing factors，this paper conducts a meta-analysis of 17 single-case studies using robot intervention on social skills of these people between 2013 and 2023. The results show that the robot intervention could promote the development of social skills of autistic people，and the effect is significant in basic social skills；intervention object， process and some robot characteristics are possible moderating factors. In the future，it should further improve the robot intervention technology and the robot intervention strategy.

Key words：autism spectrum disorder；social skills；robot intervention；single-case research；meta-analysis

Authors：CHENG Zhiwei，master’s degree candidate，School of Education，Central China Normal University（Wuhan，430079），3030371597@qq.com；ZHANG Jiangli，master’s degree candidate，School of Education，Central China Normal University（Wuhan，430079）；ZHU Han，doctoral degree candidate，F(xiàn)aculty of Education，East China Normal University（Shanghai，200062）；XU Tianxi，professor，School of Education，Central China Normal University（corresponding author，tianxi.xu@ccnu.edu.cn，Wuhan，430079）.

（特約編校：李筱菁）