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Socially assistive robots
(USC Thesis Other) 

Socially assistive robots

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Content  
 
SOCIALLY ASSISTIVE ROBOTS 
 
 
by 
 
Megan Elizabeth Chao 
 
 
 
A Thesis Presented to the 
FACULTY OF THE GRADUATE SCHOOL 
UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA 
In Partial Fulfillment of the 
Requirements for the Degree 
MASTER OF ARTS 
(BROADCAST JOURNALISM) 
 
 
 
 
May 2008 
 
 
 
 
 
 
 
 
Copyright 2008        Megan Elizabeth Chao 
ii 
 
Dedication 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
This project is dedicated to my parents, Sui and Michael Chao,  
and my best friends, Hanna Alexander, Justin Patananan,  
Cristian Coroian and Norton Kitagawa 
for their continual support and encouragement  
in my pursuit of higher education. 
iii 

Acknowledgements 
 
 
I am indebted to my faculty mentor and professor of journalism, Daniel H. Birman, for 
his friendship and professional collaboration throughout my two years at the Annenberg 
School for Communication.  His guidance and insight have meant a great deal to me.  
Above all, he believed in me, and it is because of his encouragement and investment 
into my ideas that I was able to take on this project, triumph over obstacles, and see it 
through to fruition.   
 
I am also grateful to Maja Matarić, Eric Wade and Nathan Koenig from the University of 
Southern California’s Robotics Laboratory for taking the time out of their busy lives to sit 
down and chat with me about their research, which in turn contributed a great deal to 
the contents of this professional project.  They were generous in allowing me access to 
their materials, as well as movies and other helpful resources.  Without them, this 
project would not have been as successful. 
 
I would also like to thank Timothy Miller and Lee T. Warner at the Annenberg School for 
Communication, for providing the means to bring this project together into something 
viewable for television.  In addition, I would like to thank Joseph Saltzman, professor of 
journalism, for imparting his knowledge and expertise in documentary production upon 
me.  I know his lessons will stay with me as I make my own imprint on the industry. 
 
 
 
iv 
 
Table of Contents 
 
 
 
Dedication           ii 
Acknowledgements          iii 
Abstract            v 
Main Body           1 
References           17  
v 

Abstract 
 
As technology evolves and advances in the realm of healthcare, humans may soon be 
interacting actively with robots for rehabilitation purposes.  Called socially assistive 
robots, three target groups have participated in experiments and pre‐clinical trials—
children with autism spectrum disorder, patients in post‐stroke rehabilitation, and the 
elderly, in the prevention of mental and physical decline.  Maja Matarić, professor of 
computer science and neuroscience at the University of Southern California, her 
students in the robotics laboratory, and their collaborators around the world have taken 
on the creation and design of robots to promote social interaction and friendly physical 
activity among such groups, while addressing the misconception that robots are harmful 
entities.  They also consider major ethical issues surrounding the incorporation of robots 
into mainstream society, including medical privacy laws, insurance companies in their 
recognition of robots as a form of treatment, and affordability. 
 
1 

Robotics  
Producer: Megan E. Chao 
Final Version 
 
NATS 
I2672 0:07:19 
CU Bandit the Robot’s eyes and 
eyebrows, zoom out, moving arms 
 
 (NATS: female voice emanating from 
robot) 
 
Please raise your arms straight up, like 
this. (pause)  Now extend your arm to the 
side, like this.  Look at how I do it. 
 
 
 
VO Track 1 
I2672  
MS Bandit continuing to do demo 
workout, zoom out to WS 
 
 
 
 MEET BANDIT.   
NATPOP 
I2672 
WS Bandit continuing through demo 
workout 
 
 (NATS: female voice emanating from 
robot) 
 
Now please extend your other arm, like 
this.  Good job.   
 
 
 
VO Track 2 
I2672 
WS Bandit continuing through demo 
workout 
 BANDIT IS A SOCIALLY ASSISTIVE ROBOT, 
DESIGNED SPECIFICALLY FOR HUMAN 
ROBOT INTERACTION.  RIGHT NOW, 
BANDIT IS GUIDING US THROUGH AN 
EXERCISE ROUTINE. 
 
 
NATPOP 
I2672 
Bandit lowers arms, finishes workout, 
smiles 
 
 (NATS: female voice emanating from 
robot) 
 
You can lower your arms now. We are 
finished.  You did an excellent job. 
2 
 
 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:00:59‐0:01:10 
 Socially‐assistive robots are robots that 
help people without actually touching the 
people, through social interaction. 
 
 
 
VO Track 3 
Stock footage: autistic child speaking 
with a robot, talking and touching the 
robot (courtesy of USC Robotics 
Laboratory) 
 WITH THE ABILITY TO ENGAGE THEIR 
USERS IN CONVERSATION AND PHYSICAL 
ACTIVITY, THESE ROBOTS ARE ABLE TO 
HELP SOME HUMANS WITH SPECIAL 
NEEDS. 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:02:19‐0:03:00 
Stock footage: autistic child speaking 
with a robot, talking and touching the 
robot (courtesy of USC Robotics 
Laboratory) 
 The idea behind socially‐assistive robotics 
is that the robot serves a really kind of a 
complicated role, whether as a buddy, as 
a nurse, a companion, or a coach.  So for 
example, for a child with autism, a 
socially‐assistive robot can engage the 
child in interaction and play, to help train 
the child to take turns, something that 
children with autism have trouble with.   
 
 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2370 0:10.27‐0:11:09 
 
 Children with autism tend to work better 
with non‐human entities.  They get a little 
bit overwhelmed by the complex facial 
expressions that go on with a human so 
they tend to open up and interact more 
with toys, with robots and things like that.  
Things that are more stable, that they can 
understand and are more regular.  Having 
a robot in an environment that they can 
predict and understand and is not 
overwhelming their sensory input, which 
is preferable in children with autism. 
3 

 
VO TRACK 4 
Stock footage: group of elderly patients 
in a senior living complex in Silver Lake 
exercising with the guidance of a robot, 
some who have suffered from a stroke 
(courtesy of USC Robotics Laboratory) 
 
 IN ADDITION, THE ROBOTS ARE DESIGNED 
TO HELP PATIENTS WHO HAVE LOST LIMB 
FUNCTION AFTER SUFFERING FROM A 
STROKE.  BANDIT CAN ACT AS A PHYSICAL 
TRAINER, WORKING WITH PATIENTS TO 
RESTORE MOVEMENT IN THOSE LIMBS.  
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:03:02‐0:03:42 
Stock footage: group of elderly patients 
in a senior living complex in Silver Lake 
exercising with the guidance of a robot, 
some who have suffered from a stroke 
(courtesy of USC Robotics Laboratory) 
 A socially‐assistive robot that helps a 
stroke patient is going to help that stroke 
patient be motivated to do a lot of 
exercises that are necessary, to recover 
function after a stroke. Suppose someone 
has had a stroke in their right arm, maybe 
their dominant arm, and their dominant 
arm is now disabled, maybe completely 
paralyzed.  Now that person should really 
exercise their arm in doing everyday 
things, like reaching for a newspaper, 
reaching for the cereal, opening the door, 
and that’s very hard to do because what 
the brain does is that it compensates, and 
uses the left arm instead.  It’ll get the job 
done, but not to recover.  What the robot 
does is it says, “No, no, no, come on now, 
use the right arm.  Oh, that’s really good.  
Now try one more time.  Good job.”  So it 
provides motivation, but also coaching. 
 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:01:12‐0:01:33 
Stock footage: focus in on certain people 
in group of elderly patients in a senior 
living complex in Silver Lake exercising 
with the guidance of a robot, some who 
have suffered from a stroke (courtesy of 
USC Robotics Laboratory) 
 They have the potential to help a large set 
of different populations including stroke 
victims, patients who have suffered 
traumatic brain injury such as in a car 
accident or in a war, patients with 
Alzheimer’s, or children with autism 
spectrum disorder.  They can serve just a 
wide set of different disabilities. 
4 
 
 
VO TRACK 4 
WS three Bandit robots, old to new 
 
 
 
 MAJA MATARIĆ’S ROBOTICS LAB AT THE 
UNIVERSITY OF SOUTHERN CALIFORNIA IS 
THE FIRST TO TEST ROBOTS AS SOCIAL 
TOOLS FOR CHILDREN WITH AUTISM AND 
AS REHABILITATION TOOLS FOR STROKE 
PATIENTS.  AND ACCORDING TO THEIR 
STUDIES ON THESE GROUPS, PATIENTS 
ENJOY SPENDING TIME WITH ROBOTS 
AND INTERACT WITH THEM AS IF THEY’RE 
INTERACTING WITH ANOTHER HUMAN.  
THIS IS IN PART, BECAUSE OF THE 
ROBOT’S DESIGN. 
 
 
SOT Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
I2670 0:13:30‐0:14:19 
Naked Bandit robot 
 The robot is made up of three main 
components.  The most noticeable of all is 
the humanoid torso.  As you can see, he 
can do some limited facial expressions 
like smiling, he can move his eyebrows, 
his head is actuated, his arms are also 
actuated, as are his hands.  He has less 
degrees of freedom, obviously, when 
comparing him to a normal human, but 
the point is that he has some sort of 
humanoid characteristics.   
 
 
 
SOT Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
I2670 0:14:20‐0:15:18 
Tour of Bandit’s backside circuitry with 
Wade 
 
On/off switch, stop button 
USB serial converter 
 
 So if you come around to the back, you 
can see a couple of things… first I’ll 
unbutton his shirt, if you will, and you can 
see his on/off switch, we have a stop 
switch.  And the mechanism with which 
he communicates with the computer is 
with this USB serial converter, right here.  
 
5 

SOT Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
I2670 0:14:20‐0:15:18 
Tour of Bandit’s backside circuitry with 
Wade 
 
Motherboard 
Hard drive 
Speaker 
So that brings us to the computer, the 
control computer that we’re using.   
As you can see here, you can see a small 
profile computer and the board is 
something that you would see similarly in 
a desktop PC.  It hooks up to a hard drive, 
here.  And what we’re doing here is 
controlling all of Bandit’s actions.  
Anything that Bandit says, if you will, 
which will come out of this speaker, is 
going to be triggered in this board.  Any of 
his physical motions, behaviors, the 
different behavior models.  The different 
personalities that we have for the model 
are controlled using this computer. 
 
 
 
VO TRACK 5 
Wide, open space in lab, Bandit robot 
sitting in the middle, looking around 
 THE WAY THAT THE ROBOT WILL KNOW 
HOW TO RESPOND TO ITS USER IS BY 
WATCHING AND LISTENING TO THE 
PATIENT. 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:04:57‐ 0:05:30 
CU robot’s camera eyes 
CU robot’s inputs for microphones 
Wireless band for patients to wear 
 
 What the robot does is that it has a series 
of different sensors.  It may have cameras 
to see what’s going on in the 
environment.  It may have microphones 
to hear what’s going on in the 
environment.  And it may have access to 
the participant’s physiological responses 
like heart rate, blood pressure, body 
temperature, skin conductivity, all sorts of 
inputs that it takes in as it’s behaving, as 
it’s responding to the person so that it 
really is engaged in a real social 
interaction, like see and hear what you’re 
doing and it can respond to that.  It’s 
really engaged with you, in real time. 
 
 
6 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2670 0:03:53‐0:04:30 
Koenig with Bandit 
 
We’ve been developing a bit more 
computational power on the back side of 
the robot, in order to process sensory input 
properly and in a real‐time manner.  So 
we’ve been developing some more inputs 
to the robot from the stereocamera into 
the computer itself to do vision processing 
and even attaching microphones in here. 
 
 
 
VO TRACK 6 
Mobile base detached from humanoid 
torso 
THIS MEANS THAT THE ROBOT CAN 
QUICKLY ANALYZE WHAT THE PATIENT 
SAYS AND DOES, AND REACT.  AND 
BANDIT, WHILE IT HAS A HUMAN‐LIKE 
TORSO, HAS WHEELS FOR LEGS.   
 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2670 0:05:08‐0:05:42 
Stock footage: mobile base following a 
person around a room based on sensory 
inputs (courtesy of USC Robotics 
Laboratory) 
 
 
 
The reason why we use a mobile base such 
as this is because it’s easy to drive around 
in environments.  Having a robot being 
stable on two legs is difficult and is still 
under active research.  We’re more in the 
field of tackling human‐robot interaction 
and not really the dynamics of legged 
motion. 
 
 
 
SOT Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
I2670 0:15:20‐0:15:56 
Tour of mobile base with Wade 
 
 
 
 
 
 
 
 
It’s plugged in and being charged right now, 
but in practice it would not be plugged in 
and would be fully mobile.  It is sort of a 
standardized base.  You can see it says 
“Pioneer” here.  We have a number of 
these “Pioneers” here in the lab, there are 
several models and essentially what they 
are, are just mobile bases with which to 
move around.  Those would be the sonar 
sensors here, there are DC motors used to 
drive.   
7 

SOT Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
I2670 0:15:20‐0:15:56 
Tour of mobile base with Wade 
 
 
 
This is what will be used to drive the robot 
around the user, in all of our experiments.   
 
VO TRACK 7 
Slow zoom out from tour of mobile base 
to show whole Bandit robot, and Eric 
Wade standing next to Bandit 
 
A MOBILE BASE, SAYS MATARIĆ, KEEPS THE 
ROBOT FROM LOOKING INTIMIDATING.  AT 
MOST, IT WILL BE THREE‐FOURTHS THE 
SIZE OF A FULLY‐GROWN HUMAN AND 
WILL NOT BE PROGRAMMED TO GET 
PHYSICAL WITH ITS USERS.  AND THE MOST 
VALUABLE FEATURE ‐‐ ITS 
CUSTOMIZABILITY.   
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:07:33‐0:08:30 
 
The idea is to make these so affordable 
that people can do so, they can go out and 
get one customized by their health care 
professional.  And the robots of course, can 
also work with therapists.  It’s not just like 
a toy; it can do serious things like 
rehabilitation.  It’s really medically related 
and medically justified.   
 
 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2670 0:08:59‐0:10:22 
WS USC Robotics laboratory 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
We have done limited studies on this and 
the hope is that it will interact with people 
in a more natural setting.  We have a range 
of experiments that we conduct‐‐ we have 
students here working on emotional 
studies, interpreting how people react to 
different emotional states and incorporate 
it with the robot, and also using the robot 
to learn what kind of behavioral styles a 
person prefers, whether the robot should 
behave more coach‐like or should be more 
of a nurturing, motherly type of persona.  
8 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2670 0:08:59‐0:10:22 
WS USC Robotics laboratory 
 
 
And ideally we can express these types of 
emotional states not only through speech 
and voice, but also through face and 
gestures. 
 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:06:28‐0:07:25 
Stock footage: Robot follows patient 
walking around room, patient stops, robot 
rolls up to patient (keeps a 4 ft distance) 
(courtesy of USC Robotics Laboratory) 
 
One of the main benefits of having the 
robot interact with the person is the 
robot’s ability to detect if the person is 
getting frustrated, if they’re happy, if 
they’re doing well at a task or maybe if 
their performance is declining.  So how 
does the robot do that?  Well, first of all, 
the robot watches for example, if you have 
to stack books, it watches you, it’s 
counting, and it’ll say, “Great, you can do 
two more. Let’s do one more.  Yesterday 
you did five.” and so on and so forth.   
 
 
 
NATPOP 
I2672 0:09:28‐0:10.03 
Stock footage: Patient begins putting 
books on book shelf, robot uses human 
voice, body motion and is persistent in 
encouraging patient (courtesy of USC 
Robotics Laboratory) 
(NATS: Robot and patient) 
 
Robot: Hi there, how are you? 
Patient: I’m fine.  (laughs)   
Robot: How about we do a fun activity?  
You can play librarian, and put the books on 
the bookshelf. 
Patient: Okay.  (begins putting magazines 
into shelf) 
Robot: Great job, keep it up. 
 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:06:28‐0:07:25 
Stock footage: Patient begins putting 
books on book shelf, robot uses human 
voice, body motion and is persistent in 
encouraging patient (courtesy of USC 
Robotics Laboratory) 
 
 
So it can keep history, but it can also watch 
what you’re doing.  But it also has access to 
your heart rate, your skin conductivity, so it 
can tell, “Hey, maybe you’re getting 
frustrated,” and so it knows that and can 
say something like, “Well maybe we should 
do something else” or “How about a little 
break?”   
 
9 

SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:06:28‐0:07:25 
Stock footage: Patient begins putting 
books on book shelf, robot uses human 
voice, body motion and is persistent in 
encouraging patient (courtesy of USC 
Robotics Laboratory) 
 
 
 
So the robot really has a lot of access, 
hopefully, to what you’re doing, how 
you’re doing, how you’re performing, and 
in turn provide that encouragement, that 
motivation, and really be as helpful as 
possible. 
 
 
 
VO TRACK 8 
Stock footage: patient stacking different 
sized blocks on top of one another,  
robot watching patient (courtesy of  
USC Robotics Laboratory) 
BANDIT KEEPS A LOG OF THE PATIENT’S 
MOVEMENTS, VITAL SIGNS AND VOICE 
RECORDINGS – INFORMATION IT USES TO 
CREATE INTERACTION.  BUT THIS STORAGE 
OF INFORMATION CAN POTENTIALLY 
VIOLATE HIPAA, A FEDERAL MEDICAL 
PRIVACY LAW BECAUSE IT MIGHT BE ABLE 
TO TRANSMIT THE INFORMATION TO 
ANOTHER PERSON LIKE A DOCTOR, NURSE 
OR PHYSICAL THERAPIST.  HOWEVER, 
STEPS ARE BEING TAKEN TO ENSURE THAT 
ONLY CERTIFIED PERSONNEL WILL HAVE 
ACCESS TO THIS INFORMATION. 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:09:40‐0:10:48 
Robot built without webcam eyes,  
plastic eyes in place 
Other variations on robot physical 
features, shows customizability of  
device 
 
 
 
 
As we think about these technologies in 
people's lives though, to closely interact 
with people, it's very important to think 
about privacy issues, ethical issues, safety, 
let’s say.  Safety is something we worry 
about.  We want to make sure the robot is 
safe.  And privacy, one of the things for 
example, we worry about is to make sure 
that the data that the robot has access to 
such let's say blood pressure.   
 
10 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:09:40‐0:10:48 
Robot built without webcam eyes,  
plastic eyes in place 
Other variations on robot physical 
features, shows customizability of  
device 
 
 
The user is completely aware of what kinds 
of data is coming into the robot and the 
user can choose not to use the data.  You 
can have a robot that interacts with you 
but never uses cameras.  So there's no 
video of what you're doing.  There may be 
other inputs into the robot, like it knows 
whether your heart rate is going up or 
down, but because it has no cameras, 
people are more comfortable with that.  
Privacy is definitely an issue that we have 
to worry about, and it's an issue that cuts 
across many technologies in robotics. 
 
 
 
VO TRACK 9 
Clip from movie I, Robot: driving scene 
where enemy robots come jumping out  
of two US Robotics trucks and onto 
Detective Spooner’s Audi RSQ Concept, 
car spins 360 degrees in a tunnel as  
robots attack 
 
AND WHILE PRIVACY REMAINS ONE OF THE 
LAB’S MAIN CONCERNS WITH 
INCORPORATING ROBOTS INTO THE 
MAINSTREAM, THEY ARE NOT WORRIED 
ABOUT ROBOTS TAKING OVER THE WORLD 
OR HARMING HUMANS.     
 
 
NATPOP 
Clip from movie I, Robot: driving scene 
where enemy robots come jumping out  
of two US Robotics trucks and onto 
Detective Spooner’s Audi RSQ Concept, 
car spins 360 degrees in a tunnel as  
robots attack 
 
 
 
(NATS: scene from the movie, I, Robot) 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:13:28‐0:14:00 
Clip from movie I, Robot: driving scene 
where enemy robots come jumping out  
of two US Robotics trucks and onto 
Detective Spooner’s Audi RSQ Concept 
Most people are familiar with robots from 
the movies.  And for some reason, robots 
are always evil.  There are a few 
exceptions, of course, with nice robots, but 
in the movies they’re always usually the 
evil killer robots.  It’s just terrible.   
11 

Car spins 360 degrees in a tunnel as  
robots attack 
 
Montage of clips from movie  
Bicentennial Man: robot coming out  
of the box, helping family around the 
house, doing chores, tucking children  
into bed 
 
 
 
It’s all wrong!  So we’re trying to fight that 
misconception that robots are evil and that 
they’re dangerous.  Robots can only be as 
evil or dangerous as people create them.  I 
mean, robots are made by people.  And 
yes, they can be made by people to be 
really bad, or they can be really wonderful. 
 
 
 
NATPOP 
Montage of clips from movie  
Bicentennial Man: robot coming out  
of the box, helping family around the 
house, doing chores, tucking children  
into bed 
 
 
 
(NATS: scene from movie, Bicentennial 
Man) 
VO TRACK 10 
I2672 0:02:25‐0:03:08 
Wade making adjustments on robot 
WHILE THE TECHNOLOGY BEHIND THESE 
ROBOTS IS COMPLEX, THE ROBOTS WON’T 
BE TOO EXPENSIVE.   
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:07:33‐0:08:30 
 
Right now, we’re considering technologies 
that would be affordable, for people to 
buy.  Another way to look at this would be 
maybe a set of robots that a health care 
provider could loan out to people so that 
they could have it when they need it most, 
say for the first three months after a 
stroke.   
 
 
 
12 
 

SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:12:54‐0:13:23 

No one should have to go through special 
training, or have a special level of 
education or income to have access to this 
technology.  If socially assistive robotics is 
really going to help people, it needs to be 
engaging and ready to use out of the box. 
 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:08:33‐0:09:24 
Roomba vacuum cleaner roaming around 
a living room floor 
 
 
 
We’re looking at a range of about $500 to 
$1000, not tens of thousands.  If you look 
at the Roomba vacuum cleaner that you 
can buy for $200 now, we’re trying to make 
it comparable.  It’s important to keep in 
mind though, that if people want a robot 
that looks like a human, has a humanoid 
form, you know, two arms, a head, moves, 
arms can move, that’s a little more 
expensive.  The whole philosophy is to 
make the robots small and cheap and 
affordable and not very physically capable, 
but friendly and engaging and smart 
enough to really help you. 
 
 
 
VO TRACK 11 
Food and Drug Administration building 
and website 
THE NEXT STEP IS TO GET INSURANCE 
COMPANIES TO RECOGNIZE THIS AS A 
FORM OF TREATMENT.  MATARIĆ SAYS 
THIS WON’T HAPPEN THOUGH, UNTIL THE 
ROBOTS GO THROUGH CLINICAL TRIALS 
AND ARE APPROVED BY THE FOOD AND 
DRUG ADMINISTRATION, A PROCESS THAT 
WILL TAKE AT LEAST THREE YEARS. 
 
 
13 


SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:09:28‐0:09:40 
 
The goal in the not too distant future is 
actually to demonstrate to the health care 
providers and insurance companies that 
this technology can really improve the 
quality of life, and we want to make it 
recoverable through insurance costs and 
whatnot to make it affordable, to make it 
available to people.   
 
 
 
VO TRACK 12 
Bandit the Robot rolling around the 
laboratory, graduate students making 
adjustments 
BANDIT WILL SOON BE ON ITS WAY TO THE 
MAINSTREAM PUBLIC.  IT IS READY TO 
ENTER THE CLINICAL TRIALS PROCESS, 
FOLLOWING A FEW MORE EXPERIMENTS, 
TOUCHUPS ON ITS DESIGN AND 
SOFTWARE.  IT HAS ONLY TAKEN THE U‐S‐C 
ROBOTICS LABORATORY A FEW YEARS 
FROM INITIAL DEVELOPMENT TO THE 
CURRENT VERSION OF BANDIT, IN 
COLLABORATION WITH OUTSIDE 
CONTRACTORS LIKE BLUE SKY ROBOTICS.  
 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2670 0:05:59‐0:07:00 
Koenig with Bandit robot 
The idea for the humanoid torso came 
about 3 years ago.  We had a student come 
in and develop the very first iteration of 
this type of robot.  The problem was that it 
was rapid prototyped so it wasn’t very 
robust.  So since then, we have contracted 
out to Blue Sky Robotics to develop a much 
more dynamic, fully‐featured robot good 
for use in both a school situation and in the 
research lab. 
 
 
14 
 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2560 0:00:34‐ 0:01:30 
Naked Bandit robot, original prototype 
 
Blue Sky Robotics has done pretty good 
work for us so far.  There have been some 
stages of development here, this is a very 
crude stage of this robot, very prototype.   
 
 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2560 0:01:34‐0:01:52 
Pan across to next stage of Bandit robot 
 
 
 
 
We’ve moved on to a more improved, 
more human‐like robot.  Even so, we’re still 
missing his hands.  And the final version 
has a more humanoid structure. 
 
SOT Nathan Koenig, Graduate Student 
I2670 0:01:53‐0:02:33 
Pan across to final, current stage of  
Bandit robot 
 
 
This looks a little more human‐like.  It has 
some more facial features.  It can move.  
The eyes change position, it has simple 
hands to grip objects, and we’ve even put it 
on a mobile base so we can move it around 
to interact with people and the 
environment.   
 
 
 
VO TRACK 12 
Pan across to final, current stage of  
Bandit robot 
 
THEY MAY BE MECHANICAL, YET THESE 
ROBOTS SEEM TO BLEND RIGHT IN WITH 
HUMANS, WHICH MATARIĆ SAYS OFFERS 
PROMISE FOR THE FUTURE. 
 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:03:51‐ 0:04:54 
 
 
 
 
 
 
 
 
We have done extensive experiments with 
robots interacting with stroke patients, 
with children with autism, with Alzheimer’s 
patients, and we’re really very happy with 
the report that we’ve never had any of the 
patients report any disagreement or dislike 
for the robot.  It’s really very interesting to 
see the different, many different ways that 
people interact with the robot.   
 
15 

SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:03:51‐ 0:04:54 
 
Some people really start to play with the 
robot and that may not make them listen 
to the robot… they’re sort of having more 
fun and not being coached as they should 
be.   
 
 
 
NATPOP 
Stock footage: Child mocking robot 
(courtesy of Robotics Lab) 
 
 
 
(NATS: child laughing at robot) 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:03:51‐ 0:04:54 
Bandit imitating a person’s movements, 
arms up, arms to the side, arms down, 
head turning side to side 
And other people are very responsive to 
what the robot has to say.  For example if 
the robot says, “Raise your arm” they do 
that just perfectly, but sometimes they may 
not necessarily seem like they’re having as 
much fun as we’d like.  So there’s still a lot 
of research to be done in terms of how you 
manage what the robot says and does, how 
it interacts and behaves, and how it 
motivates people in order to be effective.  
But we’re happy to say that already, we’re 
not having any adverse effects. 
 
 
 
SOT Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
I2670 0:16:21‐0:16:40 
Bandit imitating a person’s movements, 
arms up, arms to the side, arms down, 
head turning side to side 
 
 
 
The idea is that we just want it to talk and 
interact with the user sort of in a normal 
way that you would want to interact with a 
physical therapist. 
 
SOT Maja Matarić, Professor 
I2671 0:12:54‐0:13:23 
Bandit robot waving goodbye 
 
 
 
If we design these robots right, then they 
will be friendly and accessible.  
 
 
 
16 
 

NATPOP 
Bandit robot waving goodbye 
(NATS: sound of motors in robot’s arm 
actuating) 
 
 
17 

References 
 
 
1. Nathan Koenig, Graduate Student 
Interaction Lab, Department of Computer Science 
Viterbi School of Engineering 
University of Southern California 
3650 McClintock Avenue, OHE 200 
Los Angeles, CA 90089‐1450 
Tel: (213) 740‐6245, Fax: (213) 821‐5696 
nkoenig@usc.edu 
 
2. Maja Matarić, Professor of Computer Science and Neuroscience 
Founding Director, USC Center for Robotics and Embedded Systems  
Director, USC Robotics Research Lab  
Senior Associate Dean for Research, Viterbi School of Engineering 
University of Southern California 
3650 McClintock Avenue, OHE 200 
Los Angeles, CA 90089‐1450 
Tel: (213) 740‐4520, Fax: (213) 821‐5696 
mataric@usc.edu 
 
3. Eric Wade, Postdoctoral Fellow 
Interaction Lab, Department of Computer Science 
Viterbi School of Engineering 
University of Southern California 
3650 McClintock Avenue, OHE 200 
Los Angeles, CA 90089‐1450 
Tel: (213) 740‐6245, Fax: (213) 821‐5696 
 ericwade@usc.edu 
Asset Metadata
Creator Chao, Megan Elizabeth (author) 
Core Title Socially assistive robots 
School Annenberg School for Communication 
Degree Master of Arts 
Degree Program Journalism (Broadcast Journalism) 
Publication Date 04/18/2008 
Defense Date 03/28/2008 
Publisher University of Southern California (original), University of Southern California. Libraries (digital) 
Tag OAI-PMH Harvest,robotics,socially assistive 
Language English
Advisor Saltzman, Joseph (committee chair), Birman, Daniel H. (committee member), Shen, Wei-Min (committee member) 
Creator Email megan.chao@usc.edu 
Permanent Link (DOI) https://doi.org/10.25549/usctheses-m1157 
Unique identifier UC1107770 
Identifier etd-Chao-20080418 (filename),usctheses-m40 (legacy collection record id),usctheses-c127-59348 (legacy record id),usctheses-m1157 (legacy record id) 
Legacy Identifier etd-Chao-20080418.pdf 
Dmrecord 59348 
Document Type Thesis 
Rights Chao, Megan Elizabeth 
Type texts
Source University of Southern California (contributing entity), University of Southern California Dissertations and Theses (collection) 
Repository Name Libraries, University of Southern California
Repository Location Los Angeles, California
Repository Email uscdl@usc.edu
Abstract (if available)
Abstract As technology evolves and advances in the realm of healthcare, humans may soon be interacting actively with robots for rehabilitation purposes.  Called socially assistive robots, three target groups have participated in experiments and pre-clinical trials  -- children with autism spectrum disorder, patients in post-stroke rehabilitation, and the elderly, in the prevention of mental and physical decline.  Maja Matarić, professor of computer science and neuroscience at the University of Southern California, her students in the robotics laboratory, and their collaborators around the world have taken on the creation and design of robots to promote social interaction and friendly physical activity among such groups, while addressing the misconception that robots are harmful entities.  They also consider major ethical issues surrounding the incorporation of robots into mainstream society, including medical privacy laws, insurance companies in their recognition of robots as a form of treatment, and affordability. 
Tags
robotics
socially assistive
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