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“星未来”团队:点亮地球上的星星
作者:陈嘉玲 贾钰婕编辑:陈嘉玲
发布日期 2021-04-30 22:03:27

“我饿啦”“来看看我吧”稚气未脱的童音从屏幕那头传来,活泼可爱的卡通人物在画面内蹦蹦跳跳。封闭于自我世界中的孩子闻声而来,好奇地去触碰在小小屏幕上不断跳跃的醒目图案。这可并不是寻常的童趣应用,而是针对自闭症儿童群体,由我校陈靓影教授及其团队研发的“星未来”创新性学习系统——指尖轻触,功能补偿,拨动心灵。在弹指的寸寸光阴间,半尺屏幕将自闭症儿童的未来无声守护。

对症下药——科技赋能教学

双目无神、不会说话、行为怪异,这是公众对于自闭症儿童群体的普遍印象。自闭症不会减少一个人的具体寿命,它消磨的是儿童成长中个体行为的价值。他们的漫漫人生路,在抽离时间维度上的冗长后,因为大量枯燥而同质的重复性行为而显得尤为短暂,仿佛一眼能望得到头。

然而陈靓影在观察中发现,有相当一部分的自闭症儿童具备极佳的天赋,在艺术、数学等方面表现突出,特别在绘画中亦展现出高于同龄人的艺术感知力,只是由于社交能力的缺失无法人尽其才。她和团队将这群孩子称为“星星的孩子”,漠然的外表下蕴藏着独特而无助的灵魂。“他们看起来那么遥远,好像活在星星上,我们希望能够将他们拉回地球 。”

“引发自闭症的原因是什么”是Science公布的125个世界最前沿的科学问题之一。由于病因不明,自闭症尚没有有效的治疗药物。因此团队选择了通过教育干预的方法去改善自闭症儿童的状况。但如何将这一套教育模式设计得生动有趣,契合儿童发展需求,突破原有的干预模式的局限,是团队在方案设计时面临的棘手问题。

市场现有的干预方式大多是简易而单向的,缺乏对于自闭症儿童社会互动技能重塑的有效机制。陈靓影及其团队希望能够以一个兼具多项功能的双向互动系统,来重构自闭症儿童的社会互动能力,跨学科的交叉合作成为了他们的最佳选择。

特殊教育与人工智能技术相结合,这在国内相关研究领域是一次开创性的尝试和探索。团队瞄准世界科技前沿,将人工智能技术赋能自闭症儿童教育干预,突破自闭症儿童“刻板行为”和“互动障碍”等问题。自闭症儿童缺乏共情能力,即难以理解他人的情绪和必要的社会规则,无法掌握正确的交往方法,与他人沟通困难。采用新型“3D重建”技术最大程度地还原社交情境,消除孩子的“社交恐惧”,通过在虚拟社交情境下的训练和体验,学习和掌握基本的交往技能,后续通过泛化适应正常的社会生活。川流不息的车辆穿梭中如何能安全通行;如何辨别闪烁的交通信号灯所表示的信号;如何根据场景人物的需求作出正确的选择......系统发布一个个基于现实的社交任务,通过强化训练培养孩子的基本生活技能和掌握社会规则,并逐步扩展至更高阶的社会功能。

“眼睛是心灵的窗口,但自闭症孩子难以和他人进行眼神交流......”,陈靓影如是说。然而眼神交流的缺乏这一问题,在实景社交中尚且难以避免,又怎么能在虚拟的系统学习中得到改善呢?为此,陈靓影别出心裁地发明“瞳孔映射”技术,将采集的儿童本人的头像,投射到系统场景人物的瞳孔中。孩子不论是观看动画还是和虚拟人物进行对话,都能从卡通人物的瞳孔中,看到自己的映像,体会“你中有我,我中有你”的沉浸式社交。

同样的病症,孩子们却有阶段的分别。“星未来”系统利用人工智能为每一个孩子搭建个性化的模型,提供有针对性的干预方法。系统汇总孩子完成游戏所需的时间和正确率,将这些数据存储在这个孩子的模型里,进而迅速调整游戏的难度系数,安排新的干预计划和学习活动。

个性化的定制学习计划和进阶式的技能训练让孩子们能够无负担地重现自我,培养对于社会交往的敏感度,并在现实中得到运用。科技为“星未来”插上腾飞的翅膀,而“星未来”则为自闭症儿童创造了更旷阔的天空。

润物无声——公益托举未来

“每一个自闭症儿童父母都穷尽一生来摆渡自己的孩子。”孩子被确诊为自闭症,是一个家庭的磨难。在中国,有超过一千万的自闭症患者,其中12岁以下的儿童约有200多万。这意味着有超过一千万个家庭,在这条黑暗的道路上,不断寻找着希望。“这个数据还是建立在调研不全、筛查不足的现状上得出的,我们仍不知道有多少潜在患者得不到帮助。”陈靓影无奈地表示。

针对以上问题,团队定期举行免费的筛查工作,推动自闭症儿童的早发现,早干预。为了真正将筛查结果落实到每家每户,团队致力于同社区建立良好的合作关系,切实保障自闭症筛查工作顺利开展。

数据不会撒谎,但人却可以。家长在填写筛查评估量表时,出于抵触心理会在一定程度上隐瞒孩子的真实情况,回避量表中的负向选择。这为筛查结果的科学性提出了又一挑战。为了保证筛查结果的客观性和准确性,团队针对自闭症核心症状及儿童发展的功能领域,设计针对性的人机交互游戏,通过孩子的游戏表现客观反映真实能力发展水平,打破了只能从家长侧收集数据的传统模式。同时,加入脑电分析的数据,基于脑电频谱和时序分析来判别孩子是否存在脑神经发育异常。

目前,国内自闭症干预面临着康复中心、专业老师不足等问题。“星未来”系统面向多个康复中心、自闭症家庭捐赠“星未来”学习系统平板,希望更多的自闭症儿童能够尽早的接受科学的教育干预和训练,从而更好地适应未来的社会生活。一方面特殊群体存在一定的共性,适合自闭症儿童的干预方法也可以帮助多动症、注意力缺失儿童、智障儿童等群体,另一方面,系统可以借助特殊学校和康复中心的平台完成外显行为和内隐心理状态数据的采集,实现系统的迭代和优化,为自闭症儿童提供更加优质的服务。

2020年初,受疫情的影响,大量的特殊学校及康复中心无法正常开展教学。而自闭症儿童需要持续性的干预训练,如果不能进行持续的学习和强化训练,则会出现能力的倒退,以往的努力将付之东流。为了推动“居家抗疫”和“技能训练”两不误,团队主动开放和补充学习资源,使得居家隔离的自闭症儿童得到连续性的干预训练。同时,团队增设了线上直播课板块,科普自闭症相关知识,提高社会对该群体的关注度和包容度。

“星未来”系统上线使用已超过四年,帮助了无数个自闭症家庭。团队在开展今年的“世界自闭症日”公益活动时,回访了四年前接受捐赠的孩子,发现孩子各个方面能力都得到了明显提升。这对陈靓影和团队来说,倍感欣慰。

“星星的孩子”不仅代表空间上的遥远,同样也描述着星光的璀璨,象征着成长的希望。世界自闭症日曾以“神经多样性”作为主题,倡导公众用包容和解决问题的态度来代替以往的病理观念。自闭症不是羞耻的代名词,而是人类行为的多样性,它只有表征的差异之别而没有优劣之分。陈靓影和团队希望这样的理念能被社会更广泛的接受,减少公众歧视对于该儿童群体的伤害。


团队对“星未来”系统的探索仍在路上。未来,团队将致力于推动更多学科的交叉融合,完善“星未来”系统,并不断推动“星未来”系统在自闭症群体中的普及应用,让更多张笑颜沿着“星未来”的足迹而绽放,让地球上的星星都能焕发出他们原本的光芒。

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