The possibilities for using humanoid robots as a care resource

Abstract

Aims New multidimensional perspectives are needed to address the challenges arising from the introduction of humanoid robots in healthcare.The overall aim of this thesis was to gain understanding of the possibilities for using humanoid robots as a care resource.

Methods An overall mixed-method approach was used. This approach, involving both quantitative and qualitative methods with specific research questions, was based on a research design relevant to the overall aim. In Substudy I, multistakeholders’ attitudes toward the use of humanoid robots in healthcare were explored in a cross-sectional study. Data were collected through a questionnaire during November and December 2018 (n= 264) at a hospital and a university setting. Multiple linear regression was used during analysis. In Sub-study II, how humanoid robots have been used in the care of older persons was examined in a scoping review. Searches in two international bibliographic databases and complementary searches in Google Scholar were undertaken in 2018 for literature published between 2013-2018 alongside an additional search undertaken in 2019, followed by the systematic screening and coding of the data. Qualitative descriptive analysis was used to map the results. In Sub-study III, a humanoid robot-led group physical exercise training program for home-living older persons was developed and evaluated in a qualitative pilot study. A participatory design approach was employed, including a workshop, feedback session, pre-test and testing. Following testing, semi-structured interviews with participants (n= 11) were performed in March 2020, and thematic analysis was used.

Results In Sub-study I, most participants were positive toward the use of humanoid robots in healthcare and the humanoid robots were perceived to be friendly and interesting. Of the participant groups, other relevant actors in healthcare (e.g., politicians, leaders or service personnel), those with a higher educational level, older adults and those whose mother language is Swedish were seen to have a more positive attitude. In Sub-study II, a total of 12 relevant publications were included, resulting in four main categories related to how humanoid robots have been used in the care of older persons: Supports everyday life, Provides interaction, Facilitates cognitive training, Facilitates physical training. Potential for humanoid robots to be accepted as companions for older persons was seen, but technical issues, such as humanoid robots’ slow response time or errors, emerged as key challenges. Older persons’ perceived enjoyment of using a humanoid robot might also decrease over time. In Sub-study III, the most common participant experiences were that the humanoid robot-led group physical exercise training program exercises were easy to follow and entertaining but that more person-centered and challenging exercises suitable for home-living older persons in good physical condition were needed. Overall, most healthcare stakeholders were seen to have a positive attitude toward the use of humanoid robots in healthcare. They perceived the humanoid robots they interacted with as being friendly and interesting, and the use of a humanoid robot was rated highly. However, technical limitations linked to both technical and social aspects were seen to be recurring barriers for the use of humanoid robots in healthcare. Older persons’ expectations of humanoid robots in terms of utility were seen to be met, but the humanoid robots were perceived less as a support for independent living or a “complement” within care and more as a toy, guide or assistant.

Conclusions The overall aim of this thesis was to gain new understanding of the possibilities for using humanoid robots as a care resource. Derived from the understanding was that most healthcare stakeholders were seen to have a positive attitude toward the use of humanoid robots in healthcare, although questions related to certain groups’ more negative perceptions remain. Faceto-face encounters with robotic technologies appear to be linked to positive experiences of such technology, but the many technical limitations must be identified and corrected to ensure more robust and user-friendly technological solutions. A person-centered approach is recommended in further research. As seen in the overall findings, because of technical and ethical limitations (linked to both technical and social aspects), humanoid robots at this point in time lack an inherent capacity for caring. Instead, at present, they should be considered an aid or “complement” within care. There is a need to shift the focus of humanoid robot research throughout the world. By incorporating a focus on sustainable robot solutions, face-to-face human-humanoid robot encounters, longer interventions and real-life perspectives, greater understanding and thereby the usability of humanoid robots as a care resource in healthcare can be achieved.

Syfte För att möta de utmaningar som uppstår då humanoida robotar introduceras i social- och hälsovården behövs nya flerdimensionella perspektiv. Det övergripande syftet med denna avhandling var därför att få förståelse för möjligheterna med att använda humanoida robotar som vårdresurser.

Metoder En övergripande mixad metod användes, där både kvantitativa och kvalitativa forskningsmetoder inkluderas för att bidra till det övergripande syftet. Delstudie I baserades på en tvärsnittsstudie där olika aktörers attityder gentemot användning av humanoida robotar i vården undersöktes. Enkätdata samlades in under november och december 2018 i sjukhusmiljö och i universitetsmiljö (n = 264). Multipel linjär regression användes för att analysera resultaten. I Delstudie II genomfördes en scoping review för att undersöka hur humanoida robotar har använts i vården av äldre personer. Sökningar utfördes 2018 i två internationella bibliografiska databaser samt kompletterande sökningar i Google Scholar efter publikationer publicerade mellan 2013-2019, följt av en systematisk screening och kodning av data. En kvalitativ deskriptiv analys användes för att analysera resultaten. I Delstudie III utvecklades och utvärderades ett humanoid robot-lett gruppträningsprogram av hemmaboende äldre personer i en kvalitativ pilotstudie. En deltagande design användes där både en workshop, en återkopplingssession, ett för-test och två tester inkluderades. Efter testerna genomfördes semistrukturerade intervjuer med hemmaboende äldre personer (n= 11). En tematisk analys användes för att analysera resultaten.

Resultat I Delstudie I var de flesta deltagare positiva till användningen av humanoida robotar i social- och hälsovården och humanoida robotar uppfattades som både vänliga och intressanta. Bland de grupper som deltog sågs andra relevanta aktörer i hälso-och sjukvården (ex. politiker, ledare eller servicepersonal), deltagare med högre utbildningsnivå, äldre vuxna samt de som hade svenska som modersmål ha en mer positiv attityd gentemot användning av humanoida robotar i social- och hälsovård. I Delstudie II ingick totalt 12 relevanta publikationer, vilket resulterade i fyra huvudkategorier relaterade till användning av humanoida robotar i vården av äldre personer: Stödjer vardagen, Ger interaktion, Underlättar kognitiv träning, Underlättar fysisk träning. Äldre personer visade möjlighet att acceptera humanoida robotar som sällskap, men tekniska begränsningar kopplade till både tekniska och sociala aspekter ansågs vara återkommande hinder för fortsatt användning. Äldre personers upplevda glädje av att använda humanoida robotar sågs kunna minska med tiden. Äldre personers förväntningar på humanoida robotars användbarhet uppfylldes, men de upplevde humanoida robotar mer som en leksak, assistent eller guide istället för ett komplement till vårdpersonal eller stöd till ett självständigt liv. I Delstudie III upplevde majoriteten av hemmaboende äldre personer att det humanoid robot-ledda gruppträningsprogrammet var både underhållande och enkelt att följa men mer person-centrerade och utmanande fysiska rörelser lämpliga för hemmaboende äldre personer i bättre fysisk kondition borde inkluderas.

Slutsatser Det övergripande syftet med avhandlingen var att få förståelse för möjligheterna att använda humanoida robotar som vårdresurser. Resultaten i avhandlingen identifierade att de flesta grupper inom social- och hälsovården ansågs ha en positiv attityd gentemot användning av humanoida robotar i social- och hälsovård, även om frågor kvarstår relaterade till vissa gruppers mer negativa attityd. Möten ansikte-mot-ansikte med robotar verkar vara kopplade till positiva erfarenheter av sådan teknik, men tekniska begränsningar måste identifieras och korrigeras för att säkerställa mer robusta och användarvänliga tekniska lösningar. Ett personcentrerat tillvägagångssätt rekommenderas i vidare forskning. Som framgår av de övergripande resultaten, på grund av tekniska och etiska begränsningar (kopplade till både tekniska och sociala aspekter), saknar humanoida robotar vid denna tidpunkt den inneboende förmågan att ge omvårdnad. Istället bör humanoida robotar för tillfället betraktas som ett hjälpmedel eller ”komplement" inom vård. Resultaten understryker behovet av att ändra fokus för forskning kring humanoida robotar över hela världen. Genom att införliva fokus på hållbara robotlösningar, ansikte mot ansikte människahumanoid robotmöten, längre interventioner samt mer verkliga livsperspektiv kan ökad förståelse och därmed användbarheten av humanoida robotar som vårdresurser uppnås.