Как роботы могут помочь учащимся с ограниченными возможностями

Новые инструменты используют искусственный интеллект для оказания помощи учащимся с аутизмом и дислексией и обеспечения доступности для слепых или глухих.

Представьте себе: роботы, которые помогают обучать социальным навыкам детей с аутизмом. Программное обеспечение для перевода, которое предоставляет глухим учащимся более гибкий и интерактивный опыт. Анализ данных для определения эффективных методов выявления лиц с дислексией.

Эти инструменты, в состав которых входит искусственный интеллект, направлены на поиск лучших способов выявления, обучения и оказания помощи людям с ограниченными возможностями в обучении. Некоторые из них уже работают в классах, другие все еще находятся на стадии исследования.

Социальные роботы, созданные для взаимодействия с людьми, могут помочь обучить социальным и образовательным навыкам учащихся с любыми способностями, в том числе с синдромом дефицита внимания и гиперактивности, нарушениями слуха, синдромом Дауна и аутизмом.

Удовлетворение потребностей детей с аутизмом особенно актуально из—за их огромного количества - по данным Центров по контролю и профилактике заболеваний, у каждого 54 ребенка диагностирован аутизм.

И эти студенты, как правило, реагируют на роботов “так, как они не реагируют на марионеток или терапию с помощью домашних животных, или на многие другие вещи, которые мы пробовали”, - сказал Брайан Скасселлати, профессор компьютерных наук, когнитивных наук и машиностроения в Йельском университете.

Возможно, это связано с тем, что роботы кажутся похожими на людей, но не склонны к суждениям, сказал он. Роботы бывают самых разных дизайнов, включая маленького мальчика, классическую научно-фантастическую машину и пушистого снеговика, и у них есть бодрые имена, такие как Каспар, Нао и Зенон.

В недавнем исследовании профессора Скасселлати и его коллег ранний прототип робота по имени Джибо, который выглядит как маленькая настольная лампа с круглой головкой, которая поворачивается во всех направлениях, и светящимся белым кругом на сенсорном экране в качестве лица, работал каждый день в течение 30 дней с 12 детьми и их родителями. Воспитатели. Jibo смоделировал поведение при взгляде в глаза, такое как зрительный контакт и совместное внимание, а также предоставил обратную связь и рекомендации во время шести интерактивных игр на экранах.

“Задачей робота было регулировать сложность игры в зависимости от успеваемости ребенка”, - сказал профессор Скасселлати. Но идея не в том, что робот заменяет учителя или воспитателя. “Мы никогда не хотим поощрять детей просто реагировать на технологии — это не принесет им никакой пользы”, - сказал он. “Мы хотим дать им возможность взаимодействовать с людьми более существенным образом”.

Исследования показали, что роботы помогают улучшить образовательные и социальные навыки, но необходимы гораздо больше исследований, чтобы выяснить, как закрепить эти изменения и перенести их в реальный мир.

Какую роль в этом играет ИИ? Технологии развиваются, но вместе с ними развиваются и исследования того, как формируется восприятие, как люди могут угадывать чувства и мысли друг друга и что представляет собой эмоциональный интеллект. Эти идеи могут быть преобразованы в алгоритмы, которые позволяют роботам интерпретировать речь, жесты и сложные вербальные и невербальные сигналы, а также учиться на обратной связи.

Даниэль Ковач, которая преподает в третьем классе специального образования в Хопатконге, штат Нью-Джерси, сказала, что ей было бы любопытно посмотреть, что показывают дальнейшие исследования. “Большая часть обучения социальным навыкам учащихся с аутизмом заключается в чтении мимики, чтении языка тела и улавливании социальных сигналов других людей. Способен ли робот имитировать то, чему мы учимся у людей? ” - сказала она. Доктор Ковач также является президентом Совета по делам одаренных детей, организации специалистов в области специального образования.

В то время как социальные роботы в основном используются в научных исследованиях, существует зарождающийся рынок, ориентированный на классы и отдельных лиц. Например, люксембургская компания LuxAI с начала 2021 года продает родителям дружелюбно выглядящий QTrobot, предназначенный для детей с аутизмом; сейчас он работает только на английском и французском языках.

По словам Аиды Назари, соучредителя LuxAI, дети с аутизмом ежедневно взаимодействуют с роботом от 10 минут до часа, в зависимости от их возраста и уровня необходимой поддержки. Компания продала несколько сотен QTRobots, в первую очередь семьям в Соединенных Штатах, добавила она. Но многие семьи могут счесть, что социальный робот на данный момент обходится слишком дорого: QTrobot стоит 2000 долларов плюс ежемесячная подписка на программное обеспечение стоимостью 129 долларов, которая включает услуги поддержки.

Рэйчел Риччи была первым человеком в Канаде, который заказал QTrobot, получив его в феврале 2021 года. У ее сына, 10-летнего Кейдена, был диагностирован аутизм, когда ему было 3 года. Кейден и его родители или терапевт используют планшеты для игр, направленных на совершенствование его образовательных социальных навыков, таких как распознавание и определение эмоций. QTrobot служит ободряющим третьим другом и учителем.

Он использует его в течение 30 минут пять дней в неделю, и “QT помогает ему обрести уверенность в себе”, - сказала мисс Риччи. Получение робота во время пандемии стало спасением, добавила она: в то время как большинство его одноклассников в монреальской школе для людей с аутизмом регрессировали, когда школа закрылась, а терапевты были недоступны, Кейден оставался на верном пути. Мисс Риччи приписывает это QTrobot.

Но другие говорят, что существует большая разница между индивидуальным использованием робота в частном доме и в школьных условиях.

Хотя такая технология может быть “соблазнительной”, она “редко используется в классе полностью по назначению”, - сказал Джордан Эдкок, который преподает в пятом классе в Форест-Гроув, штат Орегон, и у которого есть сын с аутизмом. “Что нам действительно нужно, так это больше учителей, помощников и высококачественная учебная программа”.

ИИ также используется более простым способом, чтобы помочь тем, кто живет с аутизмом: через игры. Мейтхили Кунда, доцент кафедры компьютерных наук в Университете Вандербильта, и ее коллеги создали видеоигру под названием “Детективный фильм”, которая будет опробована этой весной.

Концепция: игрок просыпается в будущем — в 3021 году — и должен помочь ученой и ее помощнику-роботу поймать злодея, который крадет предметы из Музея истории человечества. Их детективная работа включает в себя использование серии видеороликов, чтобы расшифровать, как ведут себя люди в современном мире.

“Многие люди с аутизмом обладают превосходным визуальным мышлением, но испытывают большие трудности с социальными действиями”, - сказал профессор Кунда. “Итак, мы подумали, что, если мы сможем дать им наглядные способы представить теорию разума?” Теория разума — это способность представлять, что думают или чувствуют другие люди, что людям с аутизмом может быть особенно сложно, что может усложнить социальное взаимодействие.

Игра использует теорию разума, используя видеоролики, в которых игрокам предлагается объяснить, почему персонажи действовали так, как они поступали, и о чем они могли думать.

Без искусственного интеллекта “было бы возможно создавать игру и смотреть фильмы вместе, но уникальная вещь, которую мы предоставляем, - это очень подробная и четкая теория того, как работает социальное мышление, которую можно смоделировать. Мы можем использовать их в качестве строительных лесов для обучения детей ”, - сказал профессор Кунда, который также руководит лабораторией искусственного интеллекта и визуальных аналоговых систем Вандербильта и является исследователем в Центре аутизма и инноваций Frist Вандербильта.

Использование искусственного интеллекта для улучшения визуальной и слуховой доступности также быстро развивается.

Например, Национальный технический институт для глухих, один из девяти колледжей Рочестерского технологического института, работал с Microsoft над настройкой уже существующих технологий и платформ для создания заголовков занятий для глухих и слабослышащих студентов. В классах есть сурдопереводчики и стенографистки, но требовалась дополнительная помощь.

Для целей института Microsoft Translator “обучали” специальной терминологии, используемой на занятиях, а также лексике, характерной для университета, такой как названия определенных зданий и людей, сказала Венди Даннелс, сотрудник исследовательского факультета, который является глухим.

По ее словам, с помощью искусственного интеллекта перевод речи в письменное слово происходит гораздо более плавно, чем раньше автоматическое распознавание речи. И подстегнутый пандемией, во время которой закрывание лица сделало общение особенно трудным для многих глухих и слабослышащих людей, институт разработал приложение под названием TigerChat. Приложение преобразует речь в текстовые сообщения, упрощая общение с друзьями.

Кроме того, преподаватели института работают с Vuzix, компанией, разработавшей очки, которые могут отображать текст непосредственно на линзах. Рошан Мэтью, аспирант по взаимодействию компьютера и человека в Рочестерском технологическом институте, попробовал очки Vuzix, и они ему понравились. “Когда мне приходится разговаривать с кем-то через смартфон или ноутбук, я не могу поддерживать контакт лицом к лицу”, - сказал мистер Мэтью, который является глухим. “Общение - это не только то, что мы говорим, но и то, что мы видим”.

Ключевым применением искусственного интеллекта в специальном образовании является его способность обнаруживать закономерности в больших объемах данных для лучшего выявления и определения определенных нарушений.

Возьмем, к примеру, дислексию. Люди с таким заболеванием обычно испытывают трудности с чтением, потому что им трудно связать буквы и слова на странице с соответствующими звуками, которые они представляют. По состоянию на 2020 год 47 штатов требовали, чтобы учащиеся проходили скрининг на дислексию в начальных классах начального образования. Тем не менее, нет инструмента, специально разработанного для этого, и диагноз дислексии часто ставится неправильно - или полностью пропущен.

По словам Патрика Кеннеди, старшего научного сотрудника Центра преподавания и обучения Университета штата Орегон, наиболее широко используемой оценкой дислексии является тест под названием DIBELS (динамические показатели базовых навыков раннего обучения грамоте), который обычно проводится всем учащимся от детского сада до третьего класса для оценки их общего уровня чтения и грамотности. Тест не был разработан для выявления дислексии, но используется “в отсутствие других инструментов”, - сказал доктор Кеннеди.

Доктор Кеннеди и его коллеги планируют набрать 48 начальных школ в Соединенных Штатах и обеспечить, чтобы 4800 учеников в детском саду до третьего класса прошли оценку DIBELS.

В течение следующих трех лет они будут изучать результаты, используя машинное обучение, чтобы определить закономерности в развитии навыков чтения и правописания с течением времени. В конечном счете, исследователи надеются оценить, успешно ли DIBELS выявляет дислексию и как ее можно использовать наиболее эффективно.

“Цель этого проекта - предоставить школам более качественную информацию, которая позволит им принимать более правильные решения”, - сказал доктор Кеннеди.

ИСТОЧНИК-

Подробнее ➤