斯坦福大学研发“超级眼镜” 辅助自闭儿童识别人脸和面部表情

[导读] 斯坦福大学的研究人员宣称,他们可能研发出新的辅助设备——Superpower Glass眼镜。他们将增强现实(AR)眼镜与特定的应用程序相结合,这款应用使用人工智能(AI)可识别儿童视野中的人脸和面部表情,然后向儿童展示相应表情的表情符号。

据Smithsonian报道,自闭症患者通常很难理解他人的想法和感受,解读面部表情尤其棘手。那是发自内心的喜悦笑容,还是出于礼貌的严肃表情?皱着的眉头意味着愤怒,还是仅仅是专注?当你不能理解别人脸上的信息时,你就很难融入社会。因此,自闭症儿童往往被排除在群体互动之外,而群体互动对于儿童的发育至关重要。

现在,斯坦福大学的研究人员宣称,他们可能研发出新的辅助设备——Superpower Glass眼镜。他们将增强现实(AR)眼镜与特定的应用程序相结合,这款应用使用人工智能(AI)可识别儿童视野中的人脸和面部表情,然后向儿童展示相应表情的表情符号。

图:这个孩子正在测试Superpower Glass

图:这个孩子正在测试Superpower Glass

领导这项研究的斯坦福大学医学院儿科和生物医学数据科学教授丹尼斯·沃尔(Dennis Wall)表示:“自闭症儿童始终难以融入他们的社交世界。他们不会进行面部接触,也不会真正理解面部表情所表现出的情感差异。这是当今许多行为疗法关注的两个主要缺陷。”

强化行为疗法——与治疗师、老师或护理人员一对一地交流,以提高技能,包括社交技能,这对许多自闭症儿童是有帮助的。沃尔解释说,问题在于有太多患有自闭症的儿童,而能提供治疗帮助的、训练有素的治疗师却太少,使得许多儿童只能在等待名单上徘徊。干预越早,越有可能成功。

但是,由于等待名单太长、缺乏保险或诊断年龄较晚,许多儿童无法接受早期干预治疗。在理想情况下,早期干预治疗最好在幼儿时期就开始。沃尔希望这项被他的团队戏称为“Superpower Glass”的新技术,能够帮助弥合诊断和开始治疗之间的鸿沟。他说:“我们始终在努力建立可移动的系统,它可以进入家庭,并适用于儿童在自然环境中使用。”

这款眼镜配有向外的摄像头,摄像头可以拍照,并通过WiFi将照片发送到手机应用程序上。这款应用程序使用机器学习来识别人脸,并决定他们的表情。然后,眼镜会显示出绿色的盒子,在孩子的视觉边缘亮起,提醒“你找到了一张脸”。过了一会儿,相关表情符号就会出现。这种眼镜还有1个麦克风,可以给孩子提供口头信息,但沃尔及其团队发现,孩子们更喜欢表情符号。

该应用程序有三种模式。第一种“自由玩耍”模式可以让孩子们戴上眼镜在正常环境中互动,无论他们出现在哪里,都能捕捉到他们的表情和情绪。然后是两种游戏模式,分别是“猜猜我的情绪”(父母可以借此表达表情)以及“捕捉微笑”,即孩子们给其他人他们正在思考的情绪线索,直到其他人成功地表现出来。

目前,该应用可识别出8种核心表情,包括快乐、悲伤、愤怒、厌恶、惊讶、恐惧、轻蔑和中性。沃尔称:“可以这么说,了解这些基本情感可以打开或剥开发育洋葱的层次,让(孩子们)获得在更复杂社会情境中独立成长所必需的信心。如果他们一开始就错过这8个机会,那么他们以后就很难再去学习了,更难以去学习‘感兴趣’或‘不感兴趣’等更微妙的社交细节。”

在这项研究中,14名年龄在3岁到17岁之间的儿童在家里测试了这种眼镜,每周至少使用三次,每次20分钟,平均每次测试持续10周时间。他们的父母在研究开始和结束时完成了关于孩子社交能力的调查。14个家庭中有12个表示,他们的孩子在研究结束时进行了更多的眼神交流。在研究过程中,孩子们在父母完成的社会技能调查问卷上的平均得分下降了7.38分,这意味着某些自闭症症状下降了。

在14名参与者中,有6人的分数下降幅度非常大,到足以使他们的自闭症分级严重程度下降一级,例如从“严重”到“中等”或从“轻微”到“正常”。研究结束几周后,这种眼镜的效果依然如故,这表明这种眼镜有可能成为“临时拐杖”。威斯康星大学麦迪逊分校康复心理学和特殊教育教授安德里亚·鲁帕尔(Andrea Ruppar)表示,她从这种Superpower Glasses眼镜中看到了希望。

鲁帕尔称:“这项技术似乎可以让人们回顾现实生活中经常交流的人的情感表达方式。这有很多例证可循,这对于将这种技能转移到其他现实生活环境中至关重要。”鲁帕尔说,自闭症患者长期以来都在使用科技来学习和联系。20年前,当她还是自闭症儿童的课堂教师时,她让学生们反复地观看VHS录像带,背诵对话,然后弄清楚如何在现实生活中使用它们。

鲁帕尔解释称:“随着我们对自闭症学生学习技术的了解,我们让自闭症患者坐在驾驶座上。最好的技术解决方案将来自倾听自闭症患者,不仅是那些使用语言的人,而且是那些需要技术进行交流的人。”

斯坦福没有保密自己的研究,该小组已经完成了一项随机对照试验,并正在记录他们的发现。沃尔说,研究结果很乐观,而且与初步研究结果相似。该团队现在希望找到行业内的合作伙伴,在更大范围内生产眼镜。他们还希望最终能将这项技术作为医疗设备获得FDA的批准,这意味着保险公司将为此买单。此外,研究人员还希望加强这款应用,以提供比8种核心面部表情更广泛的反馈,从而使这款眼镜对更多的儿童甚至成年人有用。

沃尔说:“如果我必须选择最好的位置来给这项技术定位,那么这个位置肯定是在这些年龄更小的孩子身上,尤其是那些在候补名单上的孩子。他们需要治疗,但却无法得到治疗。我们的技术将充当桥梁。”

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