智东西(公众号:zhidxcom)
编 | 董温淑
智东西3月27日消息,据报道,Google Glasses团队设计出了一款针对自闭症儿童的行为疗法系统。该系统需搭配2017年推出的Google Glasses企业版(Enterprise Edition)使用,可以帮助自闭儿童辨别他人的表情。这款系统被自闭症儿童命名为超能眼镜(Superpower Glass)。
报道称,这项技术曾获得“突破性疗法”的称号,目前已经通过了美国食品和药品管理局(FDA)的审批。谷歌方面表示:“我们的目标是将这种增强现实疗法纳入健康保险”。
据相关人员介绍,这个原型由Google的斯坦福大学团队和丹尼斯·沃尔公司旗下的Cognoa公司合作研究,已经经过了6年的完善,经临床实验证明具有疗效。研究人员称“它的使用增加了孩子们的眼神交流和社会参与,也提高了他们对情绪的认知”。
一、识别人脸?辨别喜怒?谷歌眼镜咋治疗自闭症?
谷歌超能眼镜行为疗法的原理,在于激励自闭症患儿进行社会互动。为了达到这个目的,研究人员为这套系统设计了3个关键功能。
1、面部检测功能、情绪识别功能
超能眼镜可以与家长手机中的一个APP连接。当患儿戴上超能眼镜时,眼镜会将视频数据传到监护人手机上。
手机中的应用程序使用了最先进的人工智能技术,可以识别家长的面部图像、辨别家长的情绪。据称该系统共可识别出七种情绪,分别是快乐、愤怒、惊讶、悲伤、恐惧、厌恶和蔑视。
每检测到一张面孔,超能眼镜显示器的边界就会亮起绿灯,然后显示器上会出现与家长情绪相匹配的表情符号或文字。
除了用显示器解读家长表情,用户还可以选择使用音频提示。超能眼镜内置了骨传导扬声器,可以直接把情绪信息告诉患儿。
![谷歌眼镜可用于自闭症治疗!秒识人脸,帮助患儿“察言观色”](http://oss.zhidx.com/uploads/2020/03/5e7df1220b4d5_5e7df12207629_5e7df122075f1_OKK游戏图.png/_zdx?a)
2、APP内互动功能
为了鼓励自闭症儿童佩戴超能眼镜,研究人员为搭配的APP推出了两小游戏。
“捕捉微笑(Capture the Smile)”游戏引导患儿做出动作,引发他人的情绪变化。
“猜测情绪(Guess the Emotion)”游戏则是让他人做出不同表情,引导患儿说出情绪的名字。
该APP还会把家长和患儿玩游戏的过程记录下来,这样家长和患儿就可以在日后进行回顾和讨论。
![谷歌眼镜可用于自闭症治疗!秒识人脸,帮助患儿“察言观色”](http://oss.zhidx.com/uploads/2020/03/5e7df13d3cd07_5e7df13d39961_5e7df13d39921_OKKAPP游戏图.png/_zdx?a)
需要指出的是,超能眼镜并不是永久性的义眼,患儿只需每周在家里做几次20分钟的治疗,整个疗程为6周。
二、研发过程经6年,研发人员多番打磨
超能眼镜的研发过程历时6年。在这一过程中,研究人员进行了三项实验、攻克了几大技术难题。
1、三项实验
第一项实验发生在实验室里。一位自闭症儿童试用了超能眼镜的初始原型,给研究人员提供了最早期的反馈。借此,研究人员对模型做了初步优化。
第二阶段的实验在患儿家里进行。研究人员把优化后的模型送到患儿家里,给患儿几周的使用时间。通过与患儿家庭定期互动,研究人员对模型做了进一步修改。
第三项实验是随机对照实验。研究人员找到两组自闭症儿童进行测试,结果显示干预组的自闭症儿童有明显好转。
实验家庭给出的反馈也十分鼓舞人心。一位患儿家长在给研究人员的电子邮件中写到:“当他带上谷歌眼镜说话的时候……就像一个开关被打开了……谢谢!!!我儿子正在看着我的脸。”
2、三大技术难题
首先,要保证设备体型轻巧,就无法兼顾电池寿命、视频流性能和热量。当研究人员尝试运行计算机视觉算法时,视频捕获的帧速率降低了,而这严重影响到超能眼镜识别情绪、提供反馈的能力。
为了解决这个问题,研究人员通过Wi-Fi将Glass与智能手机配对,由此使整套设备既能完成视觉处理工作,又能传输反馈信息。
其次,Glass传输到手机上的视频也有问题。虽然超能眼镜可以捕捉到清晰的视频,但只能以低分辨率在手机上播放。
为此,研究人员编写了一个算法,使超能眼镜能放大每一个面孔图像。
另外,检测失败也是一个大问题。假如一个商业性的情绪识别系统自称其检测准确率为98%,这就意味着该系统能检测出大多数人的情绪,但还有少数人无法识别。而在超能眼镜的案例中,如果父母或孩子正是那少部分人,那就十分不幸了。
针对这一问题,研究团队推出了“中性减法”方案。系统首先记录用户的中性表情,然后用实时表情与中性表情进行比较,再对这个人的表情进行分类,以此提高识别精度。研究团队也表示目前还在实验其他方法,期待能找到更好的解决方案。
三、技术仍在发展,未来将支持更多硬件
据统计,自1990年以来,美国的自闭症确诊人数增加了600%。目前,平均每40个孩子出生就会有一人确诊。而需要得到医疗干预的儿童人数远远超过医生数量。
尽管现阶段增强现实疗法还存在一些问题,但如果能完成技术攻关,超能眼镜的应用将缓解医疗资源紧张的状况。
目前的实践结果显示,超能眼镜的确取得了疗效,但研究人员称还无法获知其具体的作用机制。为此,相关团队还在进行深入研究,试图设计出更具针对性、更个性化的干预措施。
谷歌团队的合作公司Cognoa则在尝试推广增强现实疗法。除了谷歌眼镜,研究人员也在用其他品牌的智能眼镜进行尝试。
在另一个项目中,Cognoa公司正在研发一种全新的诊断工具,医生可以用它来诊断18个月大儿童是否患有自闭症。如果研制成功,这种诊断工具就可以使患儿在大脑发育关键期开始治疗。
总之,谷歌眼镜研究团队及其合作伙伴正在积极寻求更多的治疗方案,希望为包括自闭症在内的更多儿童问题找到解决方案。
文章来源:IEEE SPECTRUM
http://zhidx.com/p/201692.html