Искусственный интеллект (ИИ) для диагностики и лечения аутизма

В течение нескольких десятилетий исследователи изучали идею использования искусственного интеллекта (ИИ) для диагностики аутизма и помощи людям с аутизмом в улучшении социальных, коммуникативных и эмоциональных навыков. Диагностика аутизма с помощью ИИ теперь стала реальностью (хотя и не нормой); Методы лечения на основе искусственного интеллекта находятся в стадии разработки и многообещают. Хотя некоторые виды лечения искусственным интеллектом (например, те, которые требуют использования интерактивного робота) пока недоступны по разумной цене, приложения на основе искусственного интеллекта теперь доступны для загрузки любому пользователю смартфона.

Определение искусственного интеллекта

Термин AI часто применяется, как правильно, так и неправильно, к широкому спектру программ и приложений. Обычно его используют, чтобы отличить «обычное» программирование от типа программирования, который обучается по мере взаимодействия. Поэтому теоретически программы и приложения на основе ИИ более похожи на людей, чем обычные программы и приложения на основе алгоритмов.

Журнал Business Horizons определяет ИИ как «способность системы правильно интерпретировать внешние данные, извлекать уроки из таких данных и использовать полученные знания для достижения конкретных целей и задач посредством гибкой адаптации». Другими словами, ИИ может реагировать на конкретные способности и проблемы отдельного человека определенными результатами в уме, точно так же, как учитель или терапевт.

На данный момент уровень искусственного интеллекта далеко не тот, что предлагается в научной фантастике. Другими словами, ни один робот или программа не могут использовать ИИ для прохождения теста Тьюринга, разработанного известным криптографом Аланом Тьюрингом. Тест Тьюринга утверждает, что «если человек не может различить, разговаривает ли он / она с человеком или машиной, машина демонстрирует разумное поведение».

Почему и как ИИ используется для диагностики и лечения аутизма

Не всегда легко обнаружить признаки аутизма, особенно если человек, о котором идет речь, очень умный и / или хорошо функционирует. Это означает, что для постановки диагноза может потребоваться больше времени, чем следовало бы, а поздний диагноз означает задержку в получении лечения и услуг, которые должны быть доступны ребенку в самые ранние годы.

Есть несколько причин, по которым возникают задержки. Нет единого очевидного признака аутизма, и некоторые признаки аутизма также могут указывать на другие, не связанные расстройства или личностные различия. Оценщики могут не знать, является ли конкретное поведение частью аутистического паттерна или просто личной идиосинкразией, и многие оценщики и родители не желают навешивать ярлык на ребенка, пока они не будут абсолютно уверены, что ярлык соответствует действительности.

Согласно публикации Spectrum News, форма искусственного интеллекта, называемая «глубокое обучение», иногда лучше, чем люди, способна выявлять соответствующие закономерности. Глубокое обучение - это тип машинного обучения, который фактически основан на искусственных нейронных сетях, и эти типы программ могут быть хорошим способом предоставить оценщикам подтверждение диагноза или указать на необходимость дальнейшей оценки.

Есть несколько компаний, впервые применяющих методы диагностики детей с аутизмом с использованием искусственного интеллекта и технологий, подобных искусственному интеллекту:

Визуализация поведения

Behavior Imaging, компания из Бойсе, штат Айдахо, использует систему, называемую диагностической оценкой естественного наблюдения. Этот инструмент представляет собой приложение, которое позволяет родителям загружать видео своих детей для наблюдения. Первоначально врачи смотрели видео, чтобы поставить диагноз удаленно; Однако совсем недавно компания начала обучать алгоритмы, подобные ИИ, для наблюдения и классификации поведения. Алгоритмы не диагностируют детей, но могут указывать врачам на определенные модели поведения, которые в противном случае могли бы быть упущены.

Cogna

Еще одно применение диагностики с помощью искусственного интеллекта - это инструмент для скрининга аутизма, созданный Конноа в Пало-Альто, Калифорния. Этот инструмент представляет собой мобильное приложение, которое родители могут использовать без участия обученного специалиста по оценке; он рассматривает ответы на вопросы с несколькими вариантами ответов, а также видеоролики с участием ребенка.

До сих пор, хотя есть интерес и некоторое использование ИИ в качестве инструмента для поддержки диагностики, мало поддерживается идея о том, что только ИИ может обеспечить надежный диагноз аутизма.

Роботы для лечения аутизма

Людей с аутизмом часто переполняют потребности человеческого общения. Социальные ожидания, сенсорные проблемы, трудности с выразительной и приемной речью, а также проблемы с вниманием - все это может помешать достижению оптимальных результатов. Чтобы обойти эту проблему, ряд инновационных групп начал изучать способы использования ИИ для обучения и вовлечения людей в спектре аутизма.

Один из самых интригующих (и дорогих) подходов к использованию ИИ в терапии включает создание и обучение роботов для взаимодействия с аутичными детьми. Их цель - дать детям-аутистам возможность попрактиковаться в распознавании выражений лица, социальном взаимодействии и надлежащем реагировании на социальные сигналы.

SoftBank Робототехника

Роботы-гуманоиды SoftBank Robotics NAO имеют рост около двух футов и выглядят как андроиды в стиле научной фантастики. Они способны выражать эмоции, меняя цвет глаз, двигая руками и меняя тон голоса. Дети с аутизмом часто более положительно реагируют на NAO, чем на человека-терапевта, возможно, потому, что NAO (и другие роботы для детей с аутизмом) обладают неограниченным терпением и могут повторять одни и те же сигналы одним и тем же способом снова и снова без изменений. Многие дети с аутизмом с нетерпением ждут возможности провести время с ними и, в некоторых случаях, выражают привязанность NAO в объятиях.

Массачусетский Институт Технологий

Исследователи из Массачусетского технологического института, желая продвинуть интерактивный робот на новый уровень, потребовали, чтобы робот объединял информацию об отдельных детях, используя данные из видео, аудио и измерения частоты сердечных сокращений и кожного пота. Используя эту информацию, а также информацию об ожидаемом и подходящем поведении, робот может понять поведение ребенка и отреагировать на него.

Ламантин

Manatee, стартап из Денвера, специализирующийся на приложениях искусственного интеллекта для людей с аутизмом, работает с компанией Robauto над разработкой робота под названием BiBli, который может разговаривать с детьми через сложные взаимодействия без суждений в собственном темпе ребенка. Соучредитель и генеральный директор Manatee Дамаянти Дипаяна признает как преимущества, так и ограничения такой технологии, как BiBli: «Я не думаю, что искусственный интеллект может обеспечить все виды терапии, но это масштабируемый способ заботиться о детях, которые не получат ухода», - говорит она. Очень хорошо. «И это намного более доступно эмоционально. Многим детям с аутизмом или тревожным расстройством легче разговаривать с экраном или роботом. В конечном итоге информацию, собранную роботом или приложением, можно проанализировать и передать терапевту. чтобы дать терапевту понять, какие проблемы возникают у него ".

Приложения AI для аутизма

Приложения на основе искусственного интеллекта менее затратны и их легче интегрировать в обычные дома, школы и кабинеты терапевтов, чем высокопроизводительных роботов. На рынке есть много приложений для аутизма, которые поддерживают поведенческую терапию и обучение, но большинство из них представляют собой относительно простые логические инструменты для следования набору правил и зарабатывания очков за их выполнение.

«Разница между ИИ и технической логикой заключается в том, что взаимодействие может начинаться со стандартной реакции, но затем модель начинает двигаться», - говорит Дипаяна. «Приложение AI использует серию упражнений, чтобы помочь пользователю успокоиться или отреагировать соответствующим образом, а затем, в зависимости от настроения ребенка, модель предлагает упражнения, а затем узнает, как ребенок реагирует. Вместо кодирования с помощью логики вы даете ей рамки, в которых он может учиться; в конечном итоге он начинает думать больше как человеческий

Приложение Manatee - одно из первых приложений искусственного интеллекта, предлагаемых для простой и бесплатной загрузки на iPhone. «Цели написаны клиническими психологами», - говорит Дипаяна. "Рекомендуется, чтобы дети сначала выполняли задания вместе с родителями. Существует пошаговый список, который переводит его от простых к более продвинутым навыкам; приложение предназначено для поддержки, предлагая рекомендации и помощь по многим вопросам.

Ограничения ИИ для лечения аутизма

ИИ - это новый инструмент для лечения аутизма, и пока исследования его результатов ограничены. Роботы и приложения на основе искусственного интеллекта, хотя и способны поддерживать детей в процессе обучения, имеют несколько недостатков. Например:

• Хотя роботы, несомненно, очень крутые, они очень дороги в изготовлении и использовании.

• Дети, которые могут использовать приложения, должны уметь читать инструкции и следовать им. Они также должны быть заинтересованы в соблюдении программы, которая предлагает «виртуальное» вознаграждение за хорошо выполненную работу. Другими словами, даже полунезависимое использование любого приложения требует уровня функционирования и мотивации, который намного выше, чем у многих детей с аутизмом.

• Приложения предназначены для обучения определенным навыкам, таким как правильное социальное общение, распознавание мимики и зрительный контакт. Хотя некоторые дети более охотно взаимодействуют с роботом, чем с человеком, еще не ясно, смогут ли эти дети передать свои интерактивные навыки товарищам по игре.

• Приложения еще не интегрированы в большинство стандартных настроек. Хотя некоторые терапевты и некоторые школы начинают осваивать эту технологию, предстоит пройти долгий путь.