用于医学和精神病学教育诊断训练的人形病人机器人

基于模拟的学习是实践学习不可或缺的一部分，通常通过角色扮演游戏或专业演员模拟的患者来完成。在本文中，我们介绍了在医学教育环境中使用人形机器人作为模拟患者来呈现疾病症状。在一项研究中，12 名参与者观看了机器人患者模拟和演员患者的视频。我们使用自行开发的问卷询问参与者对机器人患者模拟与人类演员患者视频的主观印象。此外，我们使用了技术互动亲和力量表。问卷评估提供了有关机器人是否能够真实地代表患者哪些功能仍需改进以及机器人患者模拟是否被参与者接受作为一种学习方法的见解。67% 的参与者表示，除了演员患者的视频外，他们还会将机器人用作培训机会。大多数参与者表示，他们发现让机器人按照自己的节奏重复案例研究非常有益。



1 简介

基于模拟的学习被认为是实践学习的重要组成部分。医学模拟为全面和实践培训以及更安全的患者护理提供了许多潜在策略。一方面，通过使用最新技术的模拟来学习技术技能的细化，另一方面，所谓的医患对话中的社交互动也得到了模拟和训练。近年来，在医学教育中教授沟通技巧变得越来越重要。模拟患者计划是医学研究课程的既定组成部分。沟通技巧被视为医疗咨询的重要组成部分，是患者中​​心护理的一部分，。有些咨询比其他咨询更具挑战性，例如向患者传达坏消息或与愤怒或没有动力的患者交谈。总体而言，与患者接触使医学生能够获得整体的学习体验，并促进他们的人际交往能力和职业认同。全面了解患者护理是医学教育的重要组成部分。为了在学习场景中模拟患者，有多种选择，例如角色扮演游戏或由专业演员模拟的患者。目前，医学教学中使用专业演员作为模拟患者 (SP) 来真实地模拟情况。专业演员从剧本中学习他们的角色并表演特定的症状。通过在教育中与 SP 合作，医学生有机会以安全和现实的方式提高他们的患者关系能力，例如使用积极的倾听技巧和共情反应。然而，专业演员需要很高的组织和财务投入，这只给学生提供了非常有限的练习机会。这妨碍了学生能够独立地按照自己的学习进度练习收集课程结果。除了使用专业演员外，人形机器人还可用于模拟特定疾病的患者行为，并为学生创建逼真的练习场景。机器人可以重复模拟疾病，并能够通过适当的编程模拟类似人类的动作，例如面部表情和手势、语音交流以及情绪。由于机器人具有很高的时间可用性，因此学生可以培养诊断技能，并按照自己的学习进度练习大量案例场景和不同症状。由于技术进步，机器人在教育和整个医疗保健领域变得越来越重要。医疗保健教育中的机器人通过标准化流程、独立支持学习者和实现集体学习，具有巨大的教学潜力。然而，尽管有现有的好处，但仍需要进一步研究将机器人作为教学辅助工具整合到医疗保健教育中。在谈论机器人在医疗保健领域的社会意义时，辅助技术在医疗和护理领域的应用通常被作为一个例子。例如，社交（人形）机器人被认为是解决护理危机的一种方法，尽管人们对它们的技术成熟度存在疑问，而且在日常护理中也没有具体的应用场景。一项系统评价发现，人们普遍对社交机器人持积极态度，愿意与它们互动。然而，还需要更多的研究来充分了解影响态度的因素，例如应用领域、机器人设计，以及用户的性别、年龄和文化背景。

本文旨在提出人形机器人作为医学教育 SP 的概念。因此，我们引入了医生与患者对话及其方面作为未来的培训场景。

1.1 医患对话场景

有两种不同的角色和视角 - 一方面是表现出某种疾病特定行为的患者 - 另一方面是感知这种行为、对其进行分类并据此做出诊断的医生。患者疾病特定行为的重要特征可以从患者的声音、手势、面部表情和动作中识别出来（尤其是在心理病理和神经症状的情况下）。在医学教育的学习环境中，医生的角色由学生代表。患者的角色由演员（模拟患者）代表。图1显示了医患对话的一般模型。在我们的研究中，模拟患者被人形机器人 Ameca 取代。医生记录患者的病史并期望患者描述其病情和不适。医生必须解释有时不清楚的患者全身状况的描述，将其总结为诊断，并以患者可以理解的语言将其返回给患者。诊断构成了治疗措施的基础。治疗与病史类似，在很大程度上是一种交流行为。医生必须向患者解释病情、疾病过程和医疗治疗建议之间的联系。治疗工作联盟越好，治疗的成功率就越高。为了能够建立这种联盟，通过沟通工作实现与患者的正确语言沟通非常重要。

图 2显示了学习场景中患者模拟的可能性，以及我们为患者模拟选择的两种模拟方法。在学习场景中，还有讲师、老师或主管的角色，他们指导模拟患者并确定场景。当使用机器人患者时，这些指令由控制器传输给机器人。虚拟/机器人模拟患者基于行为模型，该模型由讲师、开发人员和机器人控制器共同开发和访问。

在我们的研究中，我们选择将人形机器人 SP 与专业表演患者的教学视频进行比较。这些视频提供了一定程度的可重复性，而与人类演员作为 SP 相比则无法获得。

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