哈萨克斯坦研发会说哈语的机器人 助力自闭症儿童康复

Photo: Фото: Солтан Жексенбеков/Kazinform

哈萨克国际通讯社讯)纳扎尔巴耶夫大学(NU)工程师阿娜尔·桑德古洛娃开发了一种基于人工智能的机器人疗法,用于帮助自闭症儿童进行康复,并已为其研究成果注册了版权。她计划进一步在美国和欧盟申请专利。

记者按约定时间来到她的工作室,她手持厚厚的文件刚到不久。据悉,她从教育与科学部获得了一项资助,用于完善该项目,目前正忙于向部门提交资金使用报告。

她开门见山地说:- 我在教育部排了号,时间有限,有问题赶紧问吧。

尽管时间紧迫,但阿娜尔·桑德古洛娃侃侃而谈。原计划半小时的采访延长至一小时,期间她带我们深入了解了自闭症这一科学尚未完全破解的领域。

初期尝试:肩膀脱臼、指头被拔的机器人

- 我们在2018年启动这个项目。最初,我们研究如何让机器人与孩子交流,分析孩子如何接收和理解语言。阿斯塔纳的共和康复中心为我们提供了很大帮助。那里的孩子成了我们首批机器人的“老师”。我们几乎每天抱着机器人去中心,简直成了第二个工作地。因为每三周就有来自全国各地的新孩子,我们得以用不同孩子测试机器人。期间,有些孩子行为冲动,弄坏了机器人。开发程序初期,我们损坏了五台机器人,有的指头被拔,有的肩膀脱臼,现在还堆在柜子里。- 她回忆道。

为何连父母都难以沟通的自闭症孩子会被机器人吸引?我们曾猜测,或许是机器人不知疲倦、不带情绪的特性适合孩子发展。但实际远比想象复杂。

阿娜尔解释:- 自闭症孩子至少50%的课堂时间都在观察周围环境。要让他们专心坐下学习,耗时巨大,注意力极不稳定。可一旦教室出现机器人,孩子的注意力立刻被吸引,就像被魔法棒点中。只需一句‘完成后我们和机器人一起玩’,孩子就会全神贯注。

她补充,老师可将机器人互动安排在课末,或全程用机器人传授内容,确保教室无其他干扰物。机器人与孩子对坐地面,营造平等交流的效果。

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“看着我的眼睛”

机器人可根据课程计划执行游戏,如“我的右手是哪只?”或“摸摸我的头”。孩子每做出正确反应,机器人会以动作或表扬回应。机器人配备高灵敏度眼部传感器,能捕捉孩子眼神接触瞬间,眼睛颜色随之变化,强化互动感。自闭症儿童普遍缺乏眼神交流能力,机器人因此成为理想“导师”。

阿娜尔分享:- 有个七岁女孩从未直视母亲的眼睛。与机器人互动两三次后,她开始直视母亲。那一刻,母亲激动地说:“你们对我的孩子做了什么?七年来她第一次直视我!”我们也深受触动。

她解释,自闭症儿童因大脑将眼神交流视为过量信息,难以直视他人。而机器人眼神简单,孩子更容易适应。机器人的“无表情”设计——无复杂面部表情,仅保留嘴和眼——也降低了交流难度。

- 有些不开口说话的孩子在与机器人互动后开始说话。甚至有个六岁孩子人生第一句话是“机器人”,而不是“妈妈”或“爸爸”。- 她补充。

既是导师,也是记录本

- 这不是机器人技术,而是机器人疗法。很多人混淆两者。机器人技术是孩子操控机器人,而这里是机器人引导孩子。机器人为孩子提供内容,帮助他们融入社会。传统儿歌或童谣难以吸引现代孩子,我们加入了《Fixiki》或《阿热沙伊》等动画角色,机器人用这些吸引孩子。-阿娜尔澄清。

通过专用网络平台,家长和老师可实时查看孩子与机器人的互动数据,如接触次数、眼神交流频率、微笑次数等。这些数据生成详细统计,如“课堂70%时间孩子面带微笑”或“专注度达80%”。这些精准分析帮助老师了解孩子进展,传统教学难以企及。

- 即使经验丰富的老师也无法如此精确记录孩子表现。机器人数据客观,能对比每月或每年进展,判断孩子进步或退步。- 她强调。

父亲的声音

开发初期,机器人程序基于英语和俄语数据库,但在奇姆肯特、江布尔等地需用哈萨克语与孩子交流。

- 我们发现,有些家长认为孩子说哈语,但实际因老师用俄语,孩子习惯俄语信息输入。- 她解释。

每个孩子需个性化程序。例如,一名孩子只接受男性声音的机器人,因为他父亲负责其日常教育。机器人若用女性或童声,孩子反应冷淡。

推广与挑战

“关怀”企业基金会为巴甫洛达尔、库斯塔奈、乌斯卡曼、阿克托别、奇姆肯特、塔勒德库尔干和塔拉兹七个城市的自闭症康复中心购置了14台机器人。

- 中心自行采购并办理海关手续,我们只负责编程和适配。- 阿娜尔说。

这些中心服务约300名儿童,但阿斯塔纳共和康复中心尚未配备此类机器人。“关怀”基金会优先支持地方中心。

机器人价格昂贵(约300万坚戈,程序30万坚戈),令许多中心望而却步。在一次展会上,有人询问能否分期付款。为此,团队正研发价格约100万坚戈的国产机器人,材料和设计更经济,计划服务更多中心。

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现实难题

- 部分中心人员流动大,如巴甫洛达尔因薪资低,老师常离职,导致机器人闲置。我们考虑从阿斯塔纳派人支援。- 她表示。

教育与科学部资助项目以验证成果,团队正收集机器人教学数据。7月1日更新的程序记录全面教育、心理和情感数据,为每名孩子量身定制课程。例如,研究发现,针对高活跃度儿童,机器人需用简短语言交流。

平台可为老师提供建议,如“此孩子无需儿歌,建议运动游戏”。新老师也能快速上手。

家长反馈

家长表示,机器人极大提升了孩子上课积极性。过去,早上唤醒孩子去中心十分困难,如今一句“今天是和机器人学习的日子”就能让孩子兴奋起床。

科学家的梦想

阿娜尔是机器人技术系工程师,为研究儿童发展,她自学了教育学和心理学。她梦想研发国产机器人,降低成本,不仅服务自闭症儿童,也惠及普通儿童,提升语言中心和认知课程效率。

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政府对此项目表示关注。总理曾指示卫生部推广该经验,但目前资金尚未到位。全国57家自闭症康复中心(非官方统计)中,仅7家使用机器人疗法。

乌兹别克斯坦和阿塞拜疆表达了兴趣,若有具体需求,程序可翻译成其他语言。

未来展望

目前项目仍属研究阶段,在7家中心服务300名儿童。要普及,需转为价格亲民的商业项目。纳扎尔巴耶夫大学商业化基金会正寻求资金支持。

阿娜尔表示:- 我们已注册哈萨克斯坦版权,下一步是申请美国和欧盟专利。大学商业化基金会正协助处理国外专利的法律事务。

她希望,国产机器人能让更多孩子受益,推动哈萨克斯坦教育与康复领域的创新。

【编译:木合塔尔·木拉提】