Роботов часто используют для помощи людям с риском аутизма. Целое направление – вспомогательная социальная робототехника – занимается разработкой и изучением методов применения роботов в межчеловеческом взаимодействии, включая использование в лечебных целях. У многих детей-аутистов нарушены способности к социальному взаимодействию, в частности его эмоциональные компоненты в вербальной и невербальной коммуникации. Постепенно робот сможет играть роль посредника между ребенком и его лечащим врачом. Польза такой практики очевидна: действия и движения робота можно до предела упростить и прекрасно повторить, благодаря этому их будет проще предсказать, чем действия человека. При взаимодействии с ребенком-аутистом это может стать решающим фактором. По словам эксперта в области нейронаук Саймона Барона-Коэна, директора Центра исследования аутизма при Кембриджском университете, общение с человеком может стать для аутиста огромной проблемой из-за недостатка предсказуемости. Барон-Коэн объясняет: «Такие люди находят недопустимую ситуацию опасной. Они не могут с ней справиться, а потому уходят от мира людей в мир объектов»1,2.
Лечение аутизма требует огромного количества времени. Больному приходится десятки часов в неделю проводить с разными врачами, которые работают с целым рядом поведенческих, социальных и коммуникативных проблем. Неудивительно, что квалифицированных специалистов не хватает. Вспомогательные социальные роботы могут восполнить нехватку обученного персонала. Один из них, Бандит, – изобретение Майи Матарик, профессора информатики, нейробиологии и педиатрии, директора Центра робототехнических и автономных систем при Университете Южной Калифорнии. У Бандита есть сенсоры и моторы, которые позволяют ему приближаться к человеку, если тот проявляет к нему интерес, и отдаляться, если человек испуган или озадачен. Он может повторять движения человека, чтобы их усвоить. Или поиграть в игру «Саймон говорит» столько времени, сколько человеку надо, даже если на это уйдет несколько часов.
Чтобы определить, полезно ли детям с высокофункциональным аутизмом взаимодействовать с роботами, в Денверском университете провели длительное динамическое пилотное исследование. Для изучения взаимодействия группа из Школы инженерного проектирования и информатики Даниэля Феликса Ричи использовала NAO – автономного программируемого робота, произведенного французской робототехнической компанией Aldebaran. Робот, оснащенный четырьмя микрофонами и двумя камерами, мог ходить, танцевать и даже петь. Камеры использовались для отслеживания выражений лиц, поддержания зрительного контакта, реакций и имитации действий детей с высокофункциональным аутизмом и синдромом Аспергера. Детям давали простые задания на социальное взаимодействие. В случае успеха они получали поощрение в виде жеста «дай пять». Простая внешность и предсказуемые движения робота не вызывали в детях страха, который мог бы вызвать взрослый человек.
Исследователи отметили любопытный факт: у детей привязанность к роботам возникала легче, чем к людям, возможно потому, что дети считали роботов дружелюбными. Руководитель исследования и адъюнкт-профессор электронной и компьютерной инженерии Мохаммад Махур отметил: «Наш робот во многом выглядит как человек, но при этом не обладает всеми человеческими чертами. Это может помочь людям с аутизмом, потому что робот проще. Можно сосредоточиться на одном социальном аспекте общения»3. По результатам исследования сообщалось, что дети с расстройствами аутического спектра дольше поддерживали зрительный контакт и реже отводили взгляд, когда с ними говорил NAO, но не когда говорили они сами. И хотя это было лишь одно небольшое исследование, оно уже говорит о том, что вспомогательная социальная терапия пошла на пользу многим ее участникам.
Более реалистичный робот Зено – продукт Hanson Robotics – используется в ряде проектов и исследований, направленных на повышение навыков социального взаимодействия у детей с расстройствами аутического спектра. Зено обладает внешностью маленького мальчика ростом примерно 60 см. Лицо робота покрыто материалом фраббер, запатентованным компанией Hanson. Этот многослойный эластичный полимер позволяет добиться реалистичных выражений лиц у роботов, когда моторы и сервоприводы действуют изнутри. Каролин Гарвер, директор Далласского центра лечения аутизма, сотрудничала с Университетом Техас в Арлингтоне и проверяла, можно ли использовать Зено, чтобы обучить детей с аутизмом правильно распознавать выражения лиц. Такие дети не всегда способны хорошо понимать людей. Гарвер отметила: «Робот выступает в роли посредника. Дети отвечают Зено. Он не осуждает, не злится, может делать одни и те же вещи снова и снова и никогда не устает»4. В итоге цель – помощь детям в установлении более тесных эмоциональных связей – была достигнута, но все же остается еще много работы.
Зено – один из роботов, использующихся для обнаружения признаков аутизма у младенцев и детей в возрасте от года до трех лет. Это намного раньше, чем принято в традиционной диагностике. Поскольку аутизм не выявляется на основании биологических показателей, обычно он диагностируется по поведенческим факторам. Многие из диагностических методик основаны на выявлении проблем с социальным взаимодействием и развитием речи, но поскольку эти признаки тесно связаны с языком, их сложно наблюдать в течение первых двух лет жизни. Вот почему аутизм почти невозможно выявить у детей от года до трех лет. Однако, как уже упоминалось, тщательно отслеживая взгляд и моторику движений, роботы могут обнаружить биологические признаки и проблемы с согласованностью действий, по которым можно диагностировать расстройства аутического спектра. В результате можно гораздо раньше начать лечение при помощи целого ряда методик.
Эмоциональное программирование и вспомогательная социальная робототехника могут найти применение не только в случае серьезных проблем с обучением. Например, в исследовании, проведенном в 2013 году в Университете штата Северная Каролина, ученые с помощью видеокамер наблюдали за студентами, изучавшими начальный курс программирования. Ученые оценивали индивидуальный уровень огорчения студентов, которым не удавалось усвоить тему. Основным инструментом исследовательской группы стал Компьютерный Комплекс Распознавания Выражений Лиц (CERT), разработанный в Лаборатории машинного восприятия при Калифорнийском университете в Сан-Диего. CERT – это программное средство автоматического распознавания выражений лиц в режиме реального времени, распространяемое бесплатно для исследовательских проектов. Оно может автоматически кодировать интенсивность девятнадцати лицевых движений из Системы кодирования лицевых движений (СКЛиД) Экмана и шесть различных прототипных выражений лица. Проанализировав шестьдесят часов видеоматериалов, исследователи сравнили данные анализа с данными ручной оценки этих же видеоматериалов и нашли много совпадений. Иными словами, программа по выражениям лиц студентов определила, для кого из них курс оказался сложным, а для кого, напротив, слишком легким.
Это лишь один относительно простой и незамысловатый способ применить технологию эмоционального программирования для решения проблем. Во многих классах часто не хватает учителей на всех учеников. Программное средство, подобное тому, о котором говорилось выше, могло бы в режиме реального времени оповещать учителя о том, кому из учеников нужно дополнительное внимание. Также появится возможность приспособить курс к индивидуальным запросам каждого ученика. Например, можно поддерживать заинтересованность сильных учеников, но в то же время не давать всем остальным расстраиваться из-за того, что они чего-то не понимают. В отличие от многих приложений искусственного интеллекта, это средство не будет лишать людей их рабочих мест, а сделает работу учителей более эффективной.
