Künstliche Intelligenz (KI) zur Diagnose und Behandlung von Autismus

Seit mehreren Jahrzehnten beschäftigen sich Forscher mit der Idee, dass künstliche Intelligenz (KI) verwendet werden könnte, um Autismus zu diagnostizieren und Menschen im Autismus-Spektrum zu helfen, soziale, kommunikative und emotionale Fähigkeiten zu verbessern. Die Diagnose von Autismus durch den Einsatz von KI ist heute Realität (wenn auch nicht die Norm); KI-basierte Therapien befinden sich in der Entwicklung und sind vielversprechend. Während einige Arten von KI-Therapien (z. B. solche, die den Einsatz eines interaktiven Roboters erfordern) noch nicht zu einem vernünftigen Preis erhältlich sind, können KI-basierte Apps jetzt für jedes Smartphone heruntergeladen werden

Künstliche Intelligenz definieren

Der Begriff KI wird sowohl richtig als auch falsch häufig für eine Vielzahl von Programmen und Apps verwendet. Es wird normalerweise verwendet, um "gewöhnliche" Programmierung von einer Art von Programmierung zu unterscheiden, die durch Interaktion lernt. Theoretisch sind KI-basierte Programme und Apps daher menschenähnlicher als gewöhnliche algorithmenbasierte Programme und Apps.

Die Zeitschrift Business Horizons definiert KI als „eine Systemfähigkeit, externe Daten richtig zu interpretieren, aus solchen Daten zu lernen und diese Erkenntnisse zu nutzen, um durch flexible Anpassung spezifische Ziele und Aufgaben zu erreichen“. Mit anderen Worten, KI kann auf die besonderen Fähigkeiten und Herausforderungen einer einzelnen Person mit spezifischen Ergebnissen reagieren, genau wie es ein Lehrer oder Therapeut tun könnte.

Künstliche Intelligenz ist zu diesem Zeitpunkt nicht annähernd das Niveau, das von Science-Fiction vorgeschlagen wird. Mit anderen Worten, kein Roboter oder Programm kann KI verwenden, um den Turing-Test zu bestehen, der vom berühmten Kryptografen Alan Turing entwickelt wurde. Der Turing-Test besagt: "Wenn eine Person nicht unterscheiden kann, ob sie mit einem Menschen oder einer Maschine spricht, zeigt die Maschine intelligentes Verhalten."

Warum und wie KI zur Diagnose und Behandlung von Autismus eingesetzt wird

Es ist nicht immer einfach, Anzeichen von Autismus zu erkennen, insbesondere wenn die betreffende Person sehr aufgeweckt und/oder leistungsfähig ist. Das bedeutet, dass es länger dauern kann, als es sollte, um eine Diagnose zu stellen, und eine späte Diagnose bedeutet eine Verzögerung beim Erhalten von Therapien und Dienstleistungen, die in den frühesten Jahren eines Kindes verfügbar sein sollten.

Es gibt mehrere Gründe, warum es zu Verzögerungen kommt. Es gibt kein einziges offensichtliches Anzeichen von Autismus, und einige Anzeichen von Autismus können auch auf andere, nicht verwandte Störungen oder Persönlichkeitsunterschiede hinweisen. Bewerter sind sich möglicherweise nicht sicher, ob ein bestimmtes Verhalten Teil eines autistischen Musters oder nur eine persönliche Eigentümlichkeit ist, und viele Bewerter und Eltern sind nicht bereit, einem Kind ein Etikett zuzuordnen, bis sie absolut sicher sind, dass das Etikett richtig ist.

Laut der Veröffentlichung Spectrum News ist eine Form der KI namens "Deep Learning" manchmal besser als der Mensch in der Lage, relevante Muster zu erkennen. Deep Learning ist eine Art des maschinellen Lernens, die eigentlich auf künstlichen neuronalen Netzen basiert, und diese Art von Programmen können eine gute Möglichkeit sein, Evaluatoren eine Diagnose zu bestätigen oder die Notwendigkeit einer weiteren Evaluierung vorzuschlagen.

Es gibt einige Unternehmen, die bahnbrechende Methoden zur Diagnose von Kindern mit Autismus mithilfe von KI und KI-ähnlicher Technologie anbieten:

Verhaltensbildgebung

Behavior Imaging, ein Unternehmen aus Boise, Idaho, verwendet ein System namens Naturalistic Observation Diagnostic Assessment. Dieses Tool ist eine App, mit der Eltern Videos ihrer Kinder zur Beobachtung hochladen können. Zunächst sahen sich Kliniker die Videos an, um Ferndiagnosen zu stellen; In jüngerer Zeit hat das Unternehmen jedoch damit begonnen, KI-ähnliche Algorithmen zu trainieren, um Verhaltensweisen zu beobachten und zu kategorisieren. Die Algorithmen würden die Kinder nicht diagnostizieren, könnten aber Kliniker auf bestimmte Verhaltensweisen hinweisen, die andernfalls möglicherweise übersehen worden wären.

Cogna

Eine weitere Anwendung der KI-gestützten Diagnose ist ein Autismus-Screening-Tool, das von Cognoa in Palo Alto, Kalifornien, entwickelt wurde. Dieses Tool ist eine mobile App, die Eltern ohne die Beteiligung eines geschulten Bewerters verwenden können. es überprüft Antworten auf Multiple-Choice-Fragen sowie Videos des Kindes.

Obwohl ein Interesse an KI und ein gewisser Einsatz von KI als Werkzeug zur Unterstützung der Diagnose besteht, gibt es bisher wenig Unterstützung für die Vorstellung, dass KI allein eine zuverlässige Diagnose von Autismus liefern kann.

Roboter zur Behandlung von Autismus

Menschen mit Autismus sind oft von den Anforderungen der menschlichen Interaktion überfordert. Soziale Erwartungen, sensorische Herausforderungen, Schwierigkeiten bei der Ausdrucks- und Rezeptionssprache sowie Aufmerksamkeitsprobleme können optimale Ergebnisse beeinträchtigen. Um dieses Problem zu umgehen, haben eine Reihe innovativer Gruppen damit begonnen, Möglichkeiten zu erkunden, KI zum Unterrichten und Einbinden von Menschen im Spektrum einzusetzen.

Einer der faszinierendsten (und teuersten) Ansätze für den Einsatz von KI in der Therapie besteht darin, Roboter für die Interaktion mit autistischen Kindern zu entwickeln und zu trainieren. Ihr Zweck ist es, autistischen Kindern zu üben, Mimik zu erkennen, sozial zu interagieren und angemessen auf soziales Verhalten zu reagieren

SoftBank Robotik

Die humanoiden Roboter von SoftBank Robotics NAO sind etwa 60 cm groß und sehen aus wie Androiden im Science-Fiction-Stil. Sie sind in der Lage, Emotionen auszudrücken, indem sie die Farbe ihrer Augen ändern, ihre Arme bewegen und den Ton ihrer Stimme ändern. Kinder mit Autismus reagieren oft positiver auf NAO als auf einen menschlichen Therapeuten, vielleicht weil NAO (und andere Roboter für autistische Kinder) unbegrenzte Geduld haben und in der Lage sind, die gleichen Hinweise immer und immer wieder ohne Variation zu wiederholen. Viele Kinder im Spektrum freuen sich auf ihre Zeit mit und zeigen in einigen Fällen NAO-Zuneigung mit Umarmungen.

Massachusetts Institute of Technology

Forscher am MIT wollten den interaktiven Roboter noch einen Schritt weiter bringen und benötigten einen Roboter, um Informationen über einzelne Kinder mithilfe von Daten aus Video, Audio und Messungen von Herzfrequenz und Hautschweiß zu integrieren. Anhand dieser Informationen, zusammen mit Informationen über erwartetes und angemessenes Verhalten, kann der Roboter das Verhalten eines Kindes verstehen und darauf reagieren.

Seekuh

Manatee, ein Denver-Startup, das sich auf KI-Apps für Menschen mit Autismus spezialisiert hat, arbeitet mit einem Unternehmen namens Robauto an der Entwicklung eines Roboters namens BiBli, der Kinder durch herausfordernde Interaktionen sprechen kann, ohne das eigene Tempo des Kindes zu beurteilen. Damayanti Dipayana, Mitbegründer und CEO von Manatee, erkennt sowohl die Vorteile als auch die Grenzen einer Technologie wie BiBli: "Ich glaube nicht, dass KI alle Arten von Therapien bieten kann, aber es ist eine skalierbare Möglichkeit, Kinder zu versorgen, die keine Pflege bekommen würden", sagt sie Sehr gut. „Und es ist auch emotional viel zugänglicher. Vielen Kindern mit Autismus oder Angststörungen fällt es leichter, mit dem Bildschirm oder dem Roboter zu sprechen. Auf lange Sicht können die von einem Roboter oder einer App gesammelten Informationen analysiert und mit einem Therapeuten geteilt werden.“ um einem Therapeuten Einblick in die Herausforderungen zu geben."

KI-Apps für Autismus

KI-basierte Apps sind weniger kostspielig und einfacher in normale Wohnungen, Schulen und Therapeuten zu integrieren als High-End-Roboter. Es gibt viele Autismus-Apps auf dem Markt, die Verhaltenstherapie und Lernen unterstützen, aber die meisten sind relativ einfache logische Werkzeuge, um eine Reihe von Regeln zu befolgen und dafür Punkte zu verdienen.

„Der Unterschied zwischen KI und technischer Logik besteht darin, dass die Interaktion mit einer Standardreaktion beginnen kann, aber dann beginnt das Modell sich zu bewegen“, sagt Dipayana. „Die KI-App hilft dem Nutzer durch eine Reihe von Übungen, sich zu beruhigen oder angemessen zu reagieren, und dann bietet das Modell je nach Stimmung des Kindes Übungen an und lernt dann, wie das Kind reagiert Rahmen, in dem es lernen kann; schließlich fängt es an, mehr wie ein Mensch zu denken."

Die Manatee-App ist eine der ersten KI-Apps, die als einfacher, kostenloser iPhone-Download angeboten wird. "Die Ziele werden von klinischen Psychologen geschrieben", sagt Dipayana. „Es wird empfohlen, dass Kinder die Aktivitäten zuerst mit den Eltern durchführen. Es gibt eine Schritt-für-Schritt-Liste, die von einfachen zu fortgeschrittenen Fähigkeiten führt. Die App soll unterstützend sein, indem sie Anleitung und Hilfe bietet, wobei der Schwerpunkt auf der Einbeziehung der Eltern liegt ."

Grenzen der KI zur Behandlung von Autismus

KI ist ein neues Werkzeug zur Behandlung von Autismus, dessen Ergebnisse bislang nur begrenzt erforscht sind. KI-basierte Roboter und Apps haben zwar die Fähigkeit, Kinder beim Lernen zu unterstützen, weisen jedoch einige Mängel auf. Beispielsweise:

• Obwohl Roboter zweifellos extrem cool sind, sind sie in der Herstellung und im Einsatz sehr teuer.

• Kinder, die Apps verwenden können, müssen Anweisungen lesen und befolgen können. Sie müssen auch motiviert werden, sich an ein Programm zu halten, das "virtuelle" Belohnungen für eine gute Arbeit bietet. Mit anderen Worten, selbst die halbunabhängige Nutzung einer App erfordert ein Maß an Funktionsfähigkeit und Motivation, das weit über dem vieler Kinder mit Autismus liegt.

• Apps sollen bestimmte Fähigkeiten wie angemessene soziale Kommunikation, Mimikerkennung und Blickkontakt vermitteln. Während einige Kinder eher bereit sind, mit einem Roboter als mit einem Menschen zu interagieren, ist noch nicht klar, ob diese Kinder ihre interaktiven Fähigkeiten auf menschliche Spielkameraden übertragen können.

• Apps sind in den meisten typischen Einstellungen noch nicht integriert. Während einige Therapeuten und einige Schulen beginnen, die Technologie anzunehmen, ist es noch ein langer Weg.