谷歌眼镜推出针对自闭症儿童的行为疗法系统
2020/4/1 8:37:15
作者：本站收录 来源：IEEE SPECTRUM 2020-03-31 10:04:30
摘要：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。
关键词：谷歌眼镜[50篇] 可穿戴设备[1120篇]
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。
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。
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。
