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人臉識別?治療自閉癥?谷歌眼鏡這次玩大了!

2020-03-29 20:52
由 鏡匠人眼鏡 發表

據報道,Google Glasses團隊設計出了一款針對自閉癥兒童的行為療法系統。該系統需搭配2017年推出的Google Glasses企業版(Enterprise Edition)使用,可以幫助自閉兒童辨別他人的表情。這款系統被自閉癥兒童命名為超能眼鏡(Superpower Glass)。

報道稱,這項技術曾獲得“突破性療法”的稱號,目前已經通過了美國食品和藥品管理局(FDA)的審批。谷歌方面表示:“我們的目標是將這種增強現實療法納入健康保險”。

據相關人員介紹,這個原型由Google的斯坦福大學團隊和丹尼斯·沃爾公司旗下的Cognoa公司合作研究,已經經過了6年的完善,經臨床實驗證明具有療效。研究人員稱“它的使用增加了孩子們的眼神交流和社會參與,也提高了他們對情緒的認知”。

一、識別人臉?辨別喜怒?谷歌眼鏡咋治療自閉癥?

谷歌超能眼鏡行為療法的原理,在于激勵自閉癥患兒進行社會互動。為了達到這個目的,研究人員為這套系統設計了3個關鍵功能。

1、面部檢測功能、情緒識別功能

超能眼鏡可以與家長手機中的一個APP連接。當患兒戴上超能眼鏡時,眼鏡會將視頻數據傳到監護人手機上。

手機中的應用程序使用了最先進的人工智能技術,可以識別家長的面部圖像、辨別家長的情緒。據稱該系統共可識別出七種情緒,分別是快樂、憤怒、驚訝、悲傷、恐懼、厭惡和蔑視。

每檢測到一張面孔,超能眼鏡顯示器的邊界就會亮起綠燈,然后顯示器上會出現與家長情緒相匹配的表情符號或文字。

除了用顯示器解讀家長表情,用戶還可以選擇使用音頻提示。超能眼鏡內置了骨傳導揚聲器,可以直接把情緒信息告訴患兒。

2、APP內互動功能

為了鼓勵自閉癥兒童佩戴超能眼鏡,研究人員為搭配的APP推出了兩小游戲。

“捕捉微笑(Capture the Smile)”游戲引導患兒做出動作,引發他人的情緒變化。

“猜測情緒”游戲則是讓他人做出不同表情,引導患兒說出情緒的名字。

該APP還會把家長和患兒玩游戲的過程記錄下來,這樣家長和患兒就可以在日后進行回顧和討論。

需要指出的是,超能眼鏡并不是永久性的義眼,患兒只需每周在家里做幾次20分鐘的治療,整個療程為6周。

二、研發過程經6年,研發人員多番打磨

超能眼鏡的研發過程歷時6年。在這一過程中,研究人員進行了三項實驗、攻克了幾大技術難題。

1、三項實驗

第一項實驗發生在實驗室里。一位自閉癥兒童試用了超能眼鏡的初始原型,給研究人員提供了最早期的反饋。借此,研究人員對模型做了初步優化。

第二階段的實驗在患兒家里進行。研究人員把優化后的模型送到患兒家里,給患兒幾周的使用時間。通過與患兒家庭定期互動,研究人員對模型做了進一步修改。

第三項實驗是隨機對照實驗。研究人員找到兩組自閉癥兒童進行測試,結果顯示干預組的自閉癥兒童有明顯好轉。

實驗家庭給出的反饋也十分鼓舞人心。一位患兒家長在給研究人員的電子郵件中寫到:“當他帶上谷歌眼鏡說話的時候……就像一個開關被打開了……謝謝?。?!我兒子正在看著我的臉。”

2、三大技術難題

首先,要保證設備體型輕巧,就無法兼顧電池壽命、視頻流性能和熱量。當研究人員嘗試運行計算機視覺算法時,視頻捕獲的幀速率降低了,而這嚴重影響到超能眼鏡識別情緒、提供反饋的能力。

為了解決這個問題,研究人員通過Wi-Fi將Glass與智能手機配對,由此使整套設備既能完成視覺處理工作,又能傳輸反饋信息。

其次,Glass傳輸到手機上的視頻也有問題。雖然超能眼鏡可以捕捉到清晰的視頻,但只能以低分辨率在手機上播放。

為此,研究人員編寫了一個算法,使超能眼鏡能放大每一個面孔圖像。

另外,檢測失敗也是一個大問題。假如一個商業性的情緒識別系統自稱其檢測準確率為98%,這就意味著該系統能檢測出大多數人的情緒,但還有少數人無法識別。而在超能眼鏡的案例中,如果父母或孩子正是那少部分人,那就十分不幸了。

針對這一問題,研究團隊推出了“中性減法”方案。系統首先記錄用戶的中性表情,然后用實時表情與中性表情進行比較,再對這個人的表情進行分類,以此提高識別精度。研究團隊也表示目前還在實驗其他方法,期待能找到更好的解決方案。

三、技術仍在發展,未來將支持更多硬件

據統計,自1990年以來,美國的自閉癥確診人數增加了600%。目前,平均每40個孩子出生就會有一人確診。而需要得到醫療干預的兒童人數遠遠超過醫生數量。

盡管現階段增強現實療法還存在一些問題,但如果能完成技術攻關,超能眼鏡的應用將緩解醫療資源緊張的狀況。

目前的實踐結果顯示,超能眼鏡的確取得了療效,但研究人員稱還無法獲知其具體的作用機制。為此,相關團隊還在進行深入研究,試圖設計出更具針對性、更個性化的干預措施。

谷歌團隊的合作公司Cognoa則在嘗試推廣增強現實療法。除了谷歌眼鏡,研究人員也在用其他品牌的智能眼鏡進行嘗試。

在另一個項目中,Cognoa公司正在研發一種全新的診斷工具,醫生可以用它來診斷18個月大兒童是否患有自閉癥。如果研制成功,這種診斷工具就可以使患兒在大腦發育關鍵期開始治療。

總之,谷歌眼鏡研究團隊及其合作伙伴正在積極尋求更多的治療方案,希望為包括自閉癥在內的更多兒童問題找到解決方案。


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