Cuando el campo de ingeniería robótica que Maja Matarić Quería trabajar en no existía, ayudó a crearlo. En 2005 ayudó a definir el nuevo área de robótica socialmente asistida.
Como profesor asociado de informática, neurociencia y pediatría en el University of Southern California, en Los Ángeles, desarrolló robots para proporcionar terapia y cuidado personalizados a través de interacciones sociales.
Maja Matarić
Employer
University of Southern California, Los Angeles
Título de trabajo
Profesor de informática, neurociencia y pediatría
Categoría de miembros
Fellow
Alma maters
University of Kansas and MIT
Los robots podrían tener conversaciones, jugar juegos y responder a las emociones.
Hoy el IEEE Fellow es profesor en USC. Ella estudia cómo los robots pueden ayudar a los estudiantes con ansiedad y depresión someterse a terapia conductual cognitiva. CBT se centra en cambiar los patrones de pensamiento negativo de una persona, comportamientos y respuestas emocionales.
Para su trabajo, recibió una Medalla de Robot de 2025 MassRobotics, que reconoce a las investigadoras que promueven la robótica. La organización sin fines de lucro de Boston proporciona a las startups robóticas un espacio de trabajo, instalaciones prototipadas, mentoría y oportunidades de networking.
Al recibir el premio en la ceremonia de Boston, Matarić fue superada con alegría, dice.
“He sido muy afortunado de ser honrado con varios premios, por lo que estoy agradecido. Pero había algo muy especial en conseguir la medalla de MassRobotics, porque sabía por lo menos la mitad de la gente en la habitación”, dice. “Todo el mundo estaba sonriendo, y había un gran sentido del amor. ”
Viéndose como ingeniero
Matarić creció en Belgrado, Serbia. Su padre era ingeniero, y su madre era escritora. Después de que su padre murió cuando tenía 16 años, Matarić y su madre se mudaron a los Estados Unidos.
Acredita a su padre por despertar su interés en la ingeniería, y a su tío que trabajaba como ingeniero aeroespacial para presentarla a la informática.
Matarić dice que no se consideraba ingeniero hasta que se unió a la facultad de USC, ya que siempre había trabajado en informática.
“En retrospectiva, siempre he sido ingeniero”, dice Matarić. “Pero no me propuse específicamente pensar en mí mismo como uno, que es sólo una de las muchas cosas que me gusta transmitir a los jóvenes: No siempre tienes que saber exactamente todo de antemano. ”
Maja Matarić y su laboratorio están explorando cómo los robots de asistencia social pueden ayudar a mejorar las habilidades de comunicación de los niños con trastorno del espectro autista. National Science Foundation News
Mientras perseguía el título de su licenciatura en informática en el University of Kansas en Lawrence, fue introducida a la robótica industrial a través de un libro de texto. Después de obtener su título en 1987, tuvo la oportunidad de continuar su educación como estudiante de posgrado en el Laboratorio AI del MIT (ahora el Computer Science and Artificial Intelligence Lab). Durante su primer año, exploró los diferentes proyectos de investigación que llevan a cabo los profesores, dijo en un 2010 historia oral realizado por IEEE History Center. Conoció a IEEE Life Fellow Rodney Brooks, que estaba trabajando en nuevos sistemas robóticos reactivas y basados en el comportamiento. Su trabajo la excita tanto que se unió a su laboratorio y llevó a cabo la tesis de su maestro bajo su tutela.
Inspirado por la forma en que los animales utilizan hitos para navegar, Matarić desarrollados Toto, el primer robot basado en el comportamiento navegante. Toto utilizó modelos distribuidos para mapear el edificio AI Lab donde Matarić trabajaba y planeaba su camino hacia diferentes habitaciones. Toto usó sonar para detectar paredes, puertas y muebles, según el periódico de Matarić, “The Robotics Primer.
Después de ganar su maestría en IA y robótica en 1990, continuó trabajando bajo Brooks como estudiante de doctorado, pionera algoritmos distribuidos que permitieron a un equipo de hasta 20 robots ejecutar tareas complejas en tándem, incluyendo la búsqueda de objetos y explorar su entorno.
Matarić ganó su doctorado en IA y robótica en 1994 y se unió a Brandeis UniversityEn Waltham, Mass, como profesor asistente de informática. Allí fundó el laboratorio de interacción, donde desarrolló robots autónomos que trabajan juntos para realizar tareas.
Tres años después, se mudó a California y se unió a USC Viterbi School of Engineering como profesor asistente en informática y neurociencia.
En 2002 ayudó a fundar el Centro para Robotics y Sistemas Embedded (ahora el Robotics and Autonomous Systems Center). La RASC se centra en la investigación de sistemas robóticos centrados en el ser humano y escalable y promueve asociaciones interdisciplinarias en toda la USC.
El turno de Matarić en su investigación vino después de dar a luz a su primer hijo en 1998. Cuando su hija era un poco mayor y le preguntó a Matarić por qué trabajaba con robots, ella quería ser capaz de “decir algo mejor que ‘ publicar muchos documentos de investigación,’ o ‘está bien reconocido’”, dice.
“En la academia, usted puede estar en un papel de liderazgo y todavía hacer investigación. Es una oportunidad maravillosa e importante que permite a los académicos estar encima de nuestro campo y también capacitar a la próxima generación de estudiantes y ayudar a la próxima generación de colegas de la facultad. ”
“Los niños no consideran esas buenas respuestas, y probablemente tienen razón”, dice. “Esto me hizo darme cuenta de que estaba en posición de hacer algo diferente. Y realmente quería que la respuesta a la pregunta futura de mi hija fuera, “los robots de mamá ayudan a la gente”.
Matarić y su doctorado David Feil-Seifer presentó un documento que define la robótica socialmente asistida en el 2005 International Conference on Rehabilitation Robotics. Era el único papel que hablaba de ayudar a las personas a completar tareas y aprender habilidades hablando con ellas en lugar de realizar trabajos físicos, dice.
Feil-Seifer es ahora profesor de informática e ingeniería en el Universidad de Nevada en Reno.
Al mismo tiempo, fundó la Laboratorio de Interacción en USC e hizo su enfoque creando robots que proporcionan apoyo social, en lugar de físico.
“En este punto de mi viaje de carrera, he madurado a un lugar donde no quiero hacer sólo investigación por curiosidad”, dice. “Mucho de lo que mi equipo y yo hacemos hoy sigue siendo impulsado por la curiosidad, pero está respondiendo la pregunta: «¿Cómo podemos ayudar a alguien a vivir una vida mejor?»
En 2006 fue ascendida a profesora completa e hizo el decano principal asociado para la investigación en la Escuela de Ingeniería Viterbi de la USC. En 2012 se convirtió en vice decano para la investigación.
“En el mundo académico, puedes estar en un papel de liderazgo y seguir investigando”, dice. “Es una oportunidad maravillosa e importante que permite a los académicos estar encima de nuestro campo y también capacitar a la próxima generación de estudiantes y ayudar a la próxima generación de colegas de la facultad. ”
Investigación en robótica socialmente asistida
Uno de los proyectos de investigación más largos que Matarić ha liderado en su Laboratorio de Interacción está explorando cómo los robots de asistencia social pueden ayudar a mejorar las habilidades de comunicación de los niños con trastorno del espectro autista. La ASD es una condición neurológica permanente que afecta la forma en que las personas interactúan con los demás, y la forma en que aprenden. Los niños con ASD a menudo luchan con comportamientos sociales como leer cues no verbales, jugar con otros, y hacer contacto visual.
Matarić y su equipo desarrollaron un robot, Bandido, que puede jugar juegos con un niño y dar las palabras más jóvenes de la afirmación. Bandido de 56 centímetros de altura y tiene una cabeza humana, torso y brazos. Su cabeza puede pan y inclinarse. El robot utiliza dos FireWire las cámaras como sus ojos, y tiene una boca móvil y cejas, lo que le permite exhibir una variedad de expresiones faciales, según la IEEE Spectrum’ robots guía. Su torso está unido a una base de ruedas.
El estudio mostró que al interactuar con Bandit, los niños con ASD exhibían comportamientos sociales que estaban fuera de lo común para ellos, como iniciar el juego e imitar al robot.
Matarić y su equipo también estudiaron cómo el robot podría servir como una ayuda social y cognitiva para las personas mayores y los pacientes con accidentes cerebrovasculares. Bandit fue programado para instruir y motivar a los usuarios a realizar ejercicios de movimiento diarios como los aeróbic sentados.
Maja Matarić y estudiante de doctorado Amy O’Connell testing Blossom, que está siendo utilizado para estudiar cómo puede ayudar a los estudiantes con ansiedad o depresión.University of Southern California
A lo largo de los años, el laboratorio de Matarić desarrolló otros robots incluyendo Kiwi y Blossom. Kiwi, que parecía un búho, ayudó a los niños con ASD a aprender habilidades sociales y cognitivas, ayudó a motivar a las personas de edad que viven solas para ser más activas físicamente y mediadas discusiones entre los miembros de la familia. Blossom, originalmente desarrollado en Cornell, fue adaptado por el laboratorio de interacción para que sea menos costoso y personalizable para los individuos. El robot está siendo utilizado para estudiar cómo puede ayudar a los estudiantes con ansiedad o depresión a practicar terapia conductual cognitiva.
La línea de investigación de Matarić comenzó cuando se enteró de que se estaban promoviendo los chatbots del modelo de lenguaje (LLM) para ayudar a las personas con problemas de salud mental, dijo en un episodio del podcast AMA Medical News.
“No es generalmente fácil conseguir [una cita con un] terapeuta, o puede que no haya cobertura de seguro”, dijo. “Estos, combinados con las tasas de ansiedad y depresión, crearon una necesidad real. ”
Eso hizo que la idea de chatbot apelara, dice, pero estaba interesada en ver si eran eficaces en comparación con un robot amistoso como Blossom.
Matarić y su equipo utilizaron los mismos LLMs para alimentar la práctica de CBT con un chatbot y con Blossom. Realizaron un estudio de dos semanas en los dormitorios de la USC, donde los estudiantes fueron asignados al azar para completar ejercicios de CBT diariamente con un chatbot o el robot. Los participantes realizaron una evaluación clínica para medir su angustia psiquiátrica antes y después de cada sesión.
El estudio mostró que los estudiantes que interactuaron con el robot experimentaron una disminución significativa en su estado mental, dijo Matarić en el podcast, y los estudiantes que interactuaron con el chatbot no lo hicieron.
“Una sociedad [IEEE] tiene un impacto, y puede ser personal. Por eso recomiendo que mis estudiantes se unan a la organización porque es importante salir y conectarse. ”
Ella y su equipo también revisaron transcripciones de conversaciones entre los estudiantes y el robot para evaluar lo bien que el LLM respondió a los participantes. Encontraron que el robot era más eficaz que el chatbot, aunque ambos estaban usando el mismo modelo.
Sobre la base de esas conclusiones, en 2024 Matarić recibió una subvención de los EE.UU. National Institute of Mental Health para llevar a cabo un ensayo clínico de seis semanas para explorar la eficacia de un robot socialmente asistido podría ser la entrega de la práctica de CBT. El ensayo, actualmente en curso, también se espera que estudie cómo Blossom puede ser personalizado para adaptarse a las preferencias y el progreso de cada usuario, incluyendo la forma en que el robot se mueve, qué ejercicios recomienda, y qué comentarios da.
Durante el juicio, los 120 estudiantes participantes están usando Fitbits para estudiar sus respuestas fisiológicas. Los participantes completan una evaluación clínica para medir su malestar psiquiátrico antes y después de cada sesión.
Los datos, incluyendo los sentimientos de los participantes en relación con el robot, motivación intrínseca, compromiso y adherencia serán evaluados por el equipo de investigación, dice Matarić.
Dice que está orgullosa de los estudiantes graduados que trabajan en este proyecto, y verlos crecer como ingenieros es una de las partes más gratificantes de trabajar en el mundo académico.
“Los ingenieros generalmente no anticipan tener que trabajar con los participantes del estudio humano y necesitan entender la psicología además de la ingeniería de hardcore”, dice. “Así que los estudiantes que eligen hacer esta investigación son simplemente gente maravillosa, cariñosa. ”
Encontrar una comunidad en IEEE
Matarić se unió a IEEE como estudiante de posgrado en 1992, el año en que publicó su primer trabajo en Transacciones de IEEE en robótica y automatización. El periódico, “Integración de la Representación en Robots de Comportamiento Rigidos,” describió su trabajo en Toto.
Como miembro del IEEE Robotics and Automation Society, dice que ha ganado una comunidad de personas de mente similar. Le gusta asistir a conferencias, incluyendo IEEE International Conference on Robotics and Automation, el IEEE/RSJ International Conference on Intelligent Robots and Systems, y ACM/IEEE International Conference on Human-Robot Interaction, que está más cerca de su campo de investigación.
Matarić acredita a IEEE Life Fellow George Bekey, el editor fundador en jefe del Transacciones IEEE en Robotics, para contratarla para la facultad de ingeniería de la USC. Sabía de su trabajo a través de su asesor graduado Brooks, quien publicó un artículo en la revista que introdujo el control reactivo y la arquitectura de subsumo, que se convirtió en la base de una nueva manera de controlar robots. Es su más citado documento. Bekey, quien fue editor en jefe en ese momento, ayudó a guiar a Brooks a través del desafiante proceso de revisión. Matarić se unió al laboratorio de Brooks en el MIT dos años después de su publicación, y su trabajo sobre Toto construido sobre esa fundación.
“Unir una sociedad tiene un impacto, y puede ser personal”, dice. Por eso recomiendo que mis estudiantes se unan a la organización porque es importante salir y conectarse. ”
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