Sztuczna inteligencja (AI) do diagnozowania i leczenia autyzmu

Przez kilka dziesięcioleci naukowcy badali ideę, że sztuczną inteligencję (AI) można wykorzystać do diagnozowania autyzmu i pomagania ludziom ze spektrum autyzmu w poprawie umiejętności społecznych, komunikacyjnych i emocjonalnych. Diagnoza autyzmu za pomocą sztucznej inteligencji jest teraz rzeczywistością (choć nie normą); Terapie oparte na sztucznej inteligencji są w trakcie opracowywania i są obiecujące. Chociaż niektóre rodzaje terapii AI (takie jak te, które wymagają użycia interaktywnego robota) nie są jeszcze dostępne w rozsądnej cenie, aplikacje oparte na sztucznej inteligencji można teraz pobrać dla każdego użytkownika smartfona.

Definiowanie sztucznej inteligencji

Termin AI jest często stosowany, zarówno poprawnie, jak i niepoprawnie, do szerokiej gamy programów i aplikacji. Jest zwykle używany do odróżnienia „zwykłego” programowania od rodzaju programowania, który uczy się podczas interakcji. Teoretycznie zatem programy i aplikacje oparte na sztucznej inteligencji są bardziej ludzkie niż zwykłe programy i aplikacje oparte na algorytmach.

Czasopismo Business Horizons definiuje sztuczną inteligencję jako „zdolność systemu do prawidłowej interpretacji danych zewnętrznych, uczenia się na podstawie takich danych i wykorzystywania tych wiedzy do osiągania określonych celów i zadań poprzez elastyczną adaptację”. Innymi słowy, sztuczna inteligencja może reagować na konkretne zdolności i wyzwania danej osoby, mając na uwadze konkretne wyniki — tak jak robi to nauczyciel lub terapeuta.

Sztuczna inteligencja nie zbliża się w tym momencie do poziomu sugerowanego przez science fiction. Innymi słowy, żaden robot ani program nie może użyć sztucznej inteligencji do zdania testu Turinga, opracowanego przez słynnego kryptografa Alana Turinga. Test Turinga stwierdza, że ​​„jeśli osoba nie może odróżnić, czy rozmawia z człowiekiem, czy z maszyną, maszyna wykazuje inteligentne zachowanie”.

Dlaczego i jak sztuczna inteligencja jest wykorzystywana do diagnozowania i leczenia autyzmu

Nie zawsze łatwo jest dostrzec oznaki autyzmu, zwłaszcza gdy dana osoba jest bardzo bystra i/lub dobrze funkcjonuje. Oznacza to, że postawienie diagnozy może zająć więcej czasu niż powinno – a późna diagnoza oznacza opóźnienie w uzyskaniu terapii i usług, które powinny być dostępne w najwcześniejszych latach dziecka.

Istnieje kilka przyczyn opóźnień. Nie ma jednej oczywistej oznaki autyzmu, a niektóre oznaki autyzmu mogą również sugerować inne, niezwiązane zaburzenia lub różnice osobowości. Oceniający mogą nie być pewni, czy dane zachowanie jest częścią autystycznego wzorca, czy tylko osobistą idiosynkrazją, a wielu oceniających i rodziców nie chce przyczepić etykietki dziecku, dopóki nie będą absolutnie pewni, że etykieta jest prawidłowa.

Według publikacji Spectrum News, forma sztucznej inteligencji zwana „głębokim uczeniem się” czasami lepiej niż ludzie potrafią dostrzec odpowiednie wzorce. Głębokie uczenie to rodzaj uczenia maszynowego, który w rzeczywistości opiera się na sztucznych sieciach neuronowych, a tego typu programy mogą być dobrym sposobem na dostarczenie ewaluatorom potwierdzenia diagnozy lub zasugerowanie potrzeby dalszej oceny.

Istnieje kilka firm, które są pionierami metod diagnozowania dzieci z autyzmem za pomocą sztucznej inteligencji i technologii podobnej do sztucznej inteligencji:

Obrazowanie zachowań

Behavior Imaging, firma z Boise, Idaho, wykorzystuje system zwany Naturalistic Observation Diagnostic Assessment. To narzędzie to aplikacja, która pozwala rodzicom przesyłać filmy swoich dzieci do obserwacji. Początkowo klinicyści oglądali filmy, aby diagnozować na odległość; jednak niedawno firma zaczęła trenować algorytmy podobne do sztucznej inteligencji, aby obserwować i kategoryzować zachowania. Algorytmy nie diagnozują dzieci, ale mogą wskazywać klinicystom konkretne zachowania, które w innym przypadku mogłyby zostać przeoczone.

Cogna

Innym zastosowaniem diagnozy wspomaganej sztuczną inteligencją jest narzędzie do badań przesiewowych autyzmu stworzone przez Cognoa w Palo Alto California. To narzędzie to aplikacja mobilna, z której rodzice mogą korzystać bez udziału przeszkolonego ewaluatora; przegląda odpowiedzi na pytania wielokrotnego wyboru, a także filmy z dzieckiem.

Jak dotąd, chociaż istnieje zainteresowanie sztuczną inteligencją i jej wykorzystanie jako narzędzia wspomagającego diagnozę, istnieje niewielkie poparcie dla poglądu, że sama sztuczna inteligencja może zapewnić wiarygodną diagnozę autyzmu.

Roboty do leczenia autyzmu

Osoby z autyzmem są często przytłoczone wymaganiami interakcji międzyludzkich. Oczekiwania społeczne, wyzwania sensoryczne, trudności z mową ekspresyjną i recepcyjną oraz problemy z uwagą mogą zakłócać optymalne wyniki. Aby obejść ten problem, wiele innowacyjnych grup zaczęło badać sposoby wykorzystania sztucznej inteligencji do nauczania i angażowania ludzi w spektrum.

Jedno z najbardziej intrygujących (i kosztownych) podejść do wykorzystania sztucznej inteligencji w terapii polega na tworzeniu i szkoleniu robotów do interakcji z dziećmi autystycznymi. Ich celem jest umożliwienie dzieciom autystycznym ćwiczenia rozpoznawania mimiki twarzy, interakcji społecznych i odpowiedniego reagowania na sygnały społeczne.

Robotyka SoftBank

Humanoidalne roboty SoftBank Robotics NAO mają około półtora metra wzrostu i wyglądają jak androidy w stylu science-fiction. Potrafią wyrażać emocje poprzez zmianę koloru oczu, poruszanie rękami i zmianę tonu głosu. Dzieci z autyzmem często reagują bardziej pozytywnie na NAO niż na terapeutę, być może dlatego, że NAO (i inne roboty dla dzieci z autyzmem) mają nieograniczoną cierpliwość i są w stanie powtarzać te same wskazówki w ten sam sposób w kółko bez zmian. Wiele dzieci ze spektrum nie może się doczekać swojego czasu z, aw niektórych przypadkach okazuje uczucie NAO poprzez uściski.

Instytut Technologii w Massachusetts

Naukowcy z MIT, chcąc pójść o krok dalej z interaktywnym robotem, potrzebowali robota do integrowania informacji o poszczególnych dzieciach przy użyciu danych wideo, audio oraz pomiarów tętna i potu skóry. Wykorzystując te informacje, wraz z informacjami o oczekiwanych i odpowiednich zachowaniach, robot może zrozumieć i reagować na zachowania dziecka.

Krowa morska

Manatee, startup z Denver, specjalizujący się w aplikacjach AI dla osób z autyzmem, współpracuje z firmą Robauto nad stworzeniem robota o nazwie BiBli, który może rozmawiać z dziećmi przez trudne interakcje bez osądzania — we własnym tempie. Współzałożyciel i dyrektor generalny Manatee, Damayanti Dipayana, dostrzega zarówno zalety, jak i ograniczenia technologii takiej jak BiBli: „Nie sądzę, aby sztuczna inteligencja mogła zapewnić wszystkie rodzaje terapii, ale jest to skalowalny sposób zapewnienia opieki dzieciom, które nie otrzymałyby opieki ”, mówi Verywell. „I jest też znacznie bardziej dostępny emocjonalnie. Wiele dzieci z autyzmem lub zaburzeniami lękowymi łatwiej rozmawia z ekranem lub robotem. Na dłuższą metę informacje zebrane przez robota lub aplikację można analizować i udostępniać terapeutom aby zapewnić terapeucie wgląd w to, jakie problemy są trudne”.

Aplikacje AI dla autyzmu

Aplikacje oparte na sztucznej inteligencji są tańsze i łatwiejsze do zintegrowania ze zwykłymi domami, szkołami i gabinetami terapeutów niż zaawansowane roboty. Na rynku dostępnych jest wiele aplikacji autystycznych, które wspierają terapię behawioralną i uczenie się, ale większość z nich to stosunkowo proste logiczne narzędzia do przestrzegania zestawu zasad i zdobywania za to punktów.

„Różnica między sztuczną inteligencją a logiką techniczną polega na tym, że interakcja może rozpocząć się od standardowej odpowiedzi, ale potem model zaczyna się poruszać” – mówi Dipayana. „Aplikacja AI wykorzystuje serię ćwiczeń, aby pomóc użytkownikowi się uspokoić lub odpowiednio zareagować, a następnie, w zależności od nastroju dziecka, model oferuje ćwiczenia, a następnie uczy się, jak dziecko reaguje. ramy, w których może się uczyć; ostatecznie zaczyna myśleć bardziej jak istota ludzka”.

Aplikacja Manatee jest jedną z pierwszych aplikacji AI oferowanych jako proste, bezpłatne pobieranie na iPhone’a. „Cele są pisane przez psychologów klinicznych” – mówi Dipayana. „Zaleca się, aby dzieci najpierw wykonywały zajęcia z rodzicami. Dostępna jest lista krok po kroku, która przenosi je z łatwych do bardziej zaawansowanych umiejętności; aplikacja ma na celu wsparcie, oferując wskazówki i pomoc z dużym naciskiem na zaangażowanie rodziców ”.

Granice sztucznej inteligencji w leczeniu autyzmu

Sztuczna inteligencja to nowe narzędzie do leczenia autyzmu, a jak dotąd badania są ograniczone do jego wyników. Roboty i aplikacje oparte na sztucznej inteligencji, chociaż potrafią wspierać dzieci podczas nauki, mają kilka niedociągnięć. Na przykład:

• Chociaż roboty są niewątpliwie niezwykle fajne, ich wytwarzanie i użytkowanie są bardzo drogie.
• Dzieci, które mogą korzystać z aplikacji, muszą umieć czytać instrukcje i postępować zgodnie z nimi. Muszą być również zmotywowani do przestrzegania programu, który oferuje „wirtualne” nagrody za dobrze wykonaną pracę. Innymi słowy, nawet częściowo niezależne korzystanie z dowolnej aplikacji wymaga poziomu funkcjonowania i motywacji znacznie przewyższającego poziom wielu dzieci z autyzmem.
• Aplikacje mają na celu nauczenie określonych umiejętności, takich jak odpowiednia komunikacja społeczna, rozpoznawanie mimiki i kontakt wzrokowy. Chociaż niektóre dzieci są bardziej skłonne do interakcji z robotem niż z człowiekiem, nie jest jeszcze jasne, czy te dzieci będą w stanie przekazać swoje interaktywne umiejętności towarzyszom zabaw.
• Aplikacje nie są jeszcze zintegrowane z większością typowych ustawień. Podczas gdy niektórzy terapeuci i niektóre szkoły zaczynają przyswajać tę technologię, przed nami długa droga.