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為幫助自閉癥兒童理解表情 斯坦福大學研發“超級眼鏡”


據Smithsonian報道,自閉癥患者通常很難理解他人的想法和感受,解讀面部表情尤其棘手。那是發自內心的喜悅笑容,還是出于禮貌的嚴肅表情?皺著的眉頭意味著憤怒,還是僅僅是專注?當你不能理解別人臉上的信息時,你就很難融入社會。因此,自閉癥兒童往往被排除在群體互動之外,而群體互動對于兒童的發育至關重要。

現在,斯坦福大學的研究人員宣稱,他們可能研發出新的輔助設備——Superpower Glass眼鏡。他們將增強現實(AR)眼鏡與特定的應用程序相結合,這款應用使用人工智能(AI)可識別兒童視野中的人臉和面部表情,然后向兒童展示相應表情的表情符號。

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圖:這個孩子正在測試Superpower Glass

領導這項研究的斯坦福大學醫學院兒科和生物醫學數據科學教授丹尼斯·沃爾(Dennis Wall)表示:“自閉癥兒童始終難以融入他們的社交世界。他們不會進行面部接觸,也不會真正理解面部表情所表現出的情感差異。這是當今許多行為療法關注的兩個主要缺陷。”

強化行為療法——與治療師、老師或護理人員一對一地交流,以提高技能,包括社交技能,這對許多自閉癥兒童是有幫助的。沃爾解釋說,問題在于有太多患有自閉癥的兒童,而能提供治療幫助的、訓練有素的治療師卻太少,使得許多兒童只能在等待名單上徘徊。干預越早,越有可能成功。

但是,由于等待名單太長、缺乏保險或診斷年齡較晚,許多兒童無法接受早期干預治療。在理想情況下,早期干預治療最好在幼兒時期就開始。沃爾希望這項被他的團隊戲稱為“Superpower Glass”的新技術,能夠幫助彌合診斷和開始治療之間的鴻溝。他說:“我們始終在努力建立可移動的系統,它可以進入家庭,并適用于兒童在自然環境中使用。”

這款眼鏡配有向外的攝像頭,攝像頭可以拍照,并通過WiFi將照片發送到手機應用程序上。這款應用程序使用機器學習來識別人臉,并決定他們的表情。然后,眼鏡會顯示出綠色的盒子,在孩子的視覺邊緣亮起,提醒“你找到了一張臉”。過了一會兒,相關表情符號就會出現。這種眼鏡還有1個麥克風,可以給孩子提供口頭信息,但沃爾及其團隊發現,孩子們更喜歡表情符號。

該應用程序有三種模式。第一種“自由玩耍”模式可以讓孩子們戴上眼鏡在正常環境中互動,無論他們出現在哪里,都能捕捉到他們的表情和情緒。然后是兩種游戲模式,分別是“猜猜我的情緒”(父母可以借此表達表情)以及“捕捉微笑”,即孩子們給其他人他們正在思考的情緒線索,直到其他人成功地表現出來。

目前,該應用可識別出8種核心表情,包括快樂、悲傷、憤怒、厭惡、驚訝、恐懼、輕蔑和中性。沃爾稱:“可以這么說,了解這些基本情感可以打開或剝開發育洋蔥的層次,讓(孩子們)獲得在更復雜社會情境中獨立成長所必需的信心。如果他們一開始就錯過這8個機會,那么他們以后就很難再去學習了,更難以去學習‘感興趣’或‘不感興趣’等更微妙的社交細節。”

在這項研究中,14名年齡在3歲到17歲之間的兒童在家里測試了這種眼鏡,每周至少使用三次,每次20分鐘,平均每次測試持續10周時間。他們的父母在研究開始和結束時完成了關于孩子社交能力的調查。14個家庭中有12個表示,他們的孩子在研究結束時進行了更多的眼神交流。在研究過程中,孩子們在父母完成的社會技能調查問卷上的平均得分下降了7.38分,這意味著某些自閉癥癥狀下降了。

在14名參與者中,有6人的分數下降幅度非常大,到足以使他們的自閉癥分級嚴重程度下降一級,例如從“嚴重”到“中等”或從“輕微”到“正常”。研究結束幾周后,這種眼鏡的效果依然如故,這表明這種眼鏡有可能成為“臨時拐杖”。威斯康星大學麥迪遜分校康復心理學和特殊教育教授安德里亞·魯帕爾(Andrea Ruppar)表示,她從這種Superpower Glasses眼鏡中看到了希望。

魯帕爾稱:“這項技術似乎可以讓人們回顧現實生活中經常交流的人的情感表達方式。這有很多例證可循,這對于將這種技能轉移到其他現實生活環境中至關重要。”魯帕爾說,自閉癥患者長期以來都在使用科技來學習和聯系。20年前,當她還是自閉癥兒童的課堂教師時,她讓學生們反復地觀看VHS錄像帶,背誦對話,然后弄清楚如何在現實生活中使用它們。

魯帕爾解釋稱:“隨著我們對自閉癥學生學習技術的了解,我們讓自閉癥患者坐在駕駛座上。最好的技術解決方案將來自傾聽自閉癥患者,不僅是那些使用語言的人,而且是那些需要技術進行交流的人。”

斯坦福沒有保密自己的研究,該小組已經完成了一項隨機對照試驗,并正在記錄他們的發現。沃爾說,研究結果很樂觀,而且與初步研究結果相似。該團隊現在希望找到行業內的合作伙伴,在更大范圍內生產眼鏡。他們還希望最終能將這項技術作為醫療設備獲得FDA的批準,這意味著保險公司將為此買單。此外,研究人員還希望加強這款應用,以提供比8種核心面部表情更廣泛的反饋,從而使這款眼鏡對更多的兒童甚至成年人有用。

沃爾說:“如果我必須選擇最好的位置來給這項技術定位,那么這個位置肯定是在這些年齡更小的孩子身上,尤其是那些在候補名單上的孩子。他們需要治療,但卻無法得到治療。我們的技術將充當橋梁。”

本文由 ailsa 編輯發布
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