Как робот помага на казахстанските деца с аутизъм

Инженерът от Университета Назарбаев (NU) Анар Сандыгулова разработила уникална методика за рехабилитация на деца с разстройства от аутистичния спектър с помощта на роботизирана терапия, основана на изкуствен интелект.

Освен това, тя вече е регистрирала авторските права върху своето изобретение и възнамерява да получи патенти в САЩ и страните от ЕС, съобщава кореспондентът на агенция Kazinform.

Пристигнахме в нейния работен кабинет в предварително уговореното време. Скоро се появи и самата Анар Сандыгулова, с тежка купчина документи в ръце. Както се оказа, тя е получила грант от Министерството на образованието за развитие на този проект и в момента подготвя доклад, за да потвърди целевото използване на отпуснатите средства.

— Току-що се върнах от министерството — започна тя с деловита усмивка. — До следващата ни среща имам малко време. Ако имате въпроси — не отлагайте, питайте веднага.

Не искахме да задържаме човек, за когото всяка минута е скъпоценна. Въпреки това скоро стана ясно, че въпреки заетостта си, Анар Сандыгулова не е скупа на думи. Предвидената като половинчасова беседа се проточи цял час. През това време сякаш се озовахме в загадъчния свят на аутизма – свят, който дори науката не е изучила докрай.

Първите опити: роботи с изкъртени рамене и откъснати пръсти

— Започнахме този проект през 2018 година. От самото начало си задавахме въпроса: как трябва да общува роботът с детето? Трябваше да разберем как всяка дума се възприема първо от слуха, а след това от мозъка на детето. В това ни помогна много Републиканският център за рехабилитация в Астана. Може да се каже, че децата от този център станаха първите наставници на нашите роботи. Ходехме там почти всеки ден, носейки робота в ръце. Центърът стана за нас второ работно място. Тъй като на всеки три седмици там пристигаха нови деца от всички краища на страната, имахме уникалната възможност да тестваме роботите в различни ситуации. Понякога срещахме много импулсивни, агресивни деца, които дори можеха да повредят робота. Така, в процеса на разработване на първата версия на програмата, повредихме пет робота. На един бяха откъснати пръстите, на друг беше изкълчено рамото. Всички те все още лежат в шкафа ми, – с усмивка си спомня Анар Сандыгулова.

Защо роботът става този, който разбира?

Как роботът намира пътя към сърцето на дете, с което понякога дори собствените родители не могат да се справят? До срещата с Анар мислехме, че причината е в това, че роботът не се уморява, не се дразни, не проявява емоции.

Вероятно тази стабилност и предсказуемост го правят удобен инструмент за работа с деца със специални нужди. Но всичко се оказа много по-дълбоко.

— Децата с аутизъм прекарват поне 50% от времето в час не в самото занятие, а в изследване на околната среда. Просто казано, за да седне детето на чина и да се задържи вниманието му, трябва да се изразходва половината от цялото учебно време. За тях е изключително трудно да се концентрират върху материала. Но веднага щом в стаята се появи робот, цялото внимание на детето се пренасочва към него. Това е като магическа пръчка — достатъчно е да се натисне бутон и детето започва да слуша внимателно. Учителят може да планира работа с робота по всяко време на урока. Ако по програмата първо трябва да се използват други нагледни материали – моля. Достатъчно е да се произнесе магическата фраза: „Когато приключим – ще работим с робота“. И това ще бъде достатъчно, за да се заинтересува детето, – обяснява Анар Сандыгулова.

„Погледни ме в очите“

Понякога роботът се използва през цялото занятие. Учителят може да включи в речта му целия необходим учебния материал. Важно е в стаята в този момент да няма нищо, което да отвлича вниманието на детето. Тогава то и роботът сядат на пода един срещу друг и водят диалог. Главното предимство тук е възможността за общуване на нивото на очите.

Според разработчика, в програмата на робота могат да се вграждат най-различни игри в съответствие с учебния план. Например, той може да зададе въпрос: „Къде е дясната ми ръка?“ или да помоли: „Поглади ме по главата“. За всеки правилен отговор или действие роботът отговаря с доброжелателни движения, похвала, ярки емоционални реакции.

— Нашите роботи имат много чувствителни сензори в очите. Щом погледът на детето срещне очите на робота, цветът им се променя. Това става сигнал: контактът е установен. За детето това става нагледно, разбираемо и емоционално значимо. При децата с аутизъм способността за зрителен контакт е слабо развита. И именно роботът може да помогне за развитието на този умение. Той става „жив“ приятел, когото можеш да разбереш, към когото можеш да се привържеш. Имахме едно момиченце, което до седемгодишна възраст нито веднъж не беше погледнало в очите на майка си. След две-три занимания с робота тя започна да го прави. Виждали ли сте с каква радост майката разказваше за това: „Какво сте направили с детето ми? За седем години за първи път ме погледна в очите!“ За нас това беше момент, сякаш електрически ток премина през тялото ни. Защо децата с аутизъм избягват погледа в очите? Мозъкът им възприема човешкия поглед като прекалено силен поток от информация. А очите на робота са просто инструмент за установяване на връзка. Освен това, нашите роботи нямат лице в обичайния смисъл: няма мимики, жестове – само уста и очи. Това също улеснява контакта. Имахме много случаи, когато деца, които дълго не говореха, след занятия с робота започваха да произнасят думи. Едно момче заговори за първи път на шест години. Първата му дума не беше „мама”, „татко” или „дядо”, а… „робот”, разказва Анар Сандыгулова.

И учител, и дневник, и наблюдател

Това не е роботика — това е робототерапия. Мнозина бъркат тези две понятия.

— За да става дума за роботика, детето трябва да управлява робота, да взаимодейства с него като с обект на обучение. В нашия случай е точно обратното: роботът взаимодейства с детето, роботът става активен участник в процеса. Той не получава знания от детето — той сам дава съдържание и става проводник към околния свят. Ние използваме робота, за да помогнем на детето да се почувства част от обществото. В момента е трудно да се заинтересуват децата с традиционни броилки или скорословия, затова интегрирахме в програмата познати за тях герои: на руски – „Фиксики“, на казахски – „Әжешай“. Роботът пуска песни и по този начин предизвиква емоционален отклик, разказва инженерът от Университета Назарбаев Анар Сандыгулова.

С всяко занятие роботът не само обучава, но и събира данни: какво е усвоил детето, какви умения е затвърдил, каква е емоционалната му реакция. За тази цел е създаден специален онлайн портал, където се показва следната информация: колко пъти е бил установен физически контакт, колко пъти е имало зрителен контакт, колко пъти детето е отместило поглед, колко пъти се е усмихнало.

Всяко действие на детето се записва и анализира. Въз основа на резултатите се създава определена статистика: „В 70% от времето детето се усмихваше“, „В 80% от занятието детето е било концентрирано“ и т.н. Специалистът получава не просто наблюдения, а точна цифрова картина, отразяваща как детето възприема обучението и какви промени настъпват с времето.

— Това е уникална възможност, която преди не сме имали. Дори опитен педагог не е в състояние да фиксира и оцени толкова точно реакцията на детето. Изкуственият интелект прави това безпристрастно, обективно и системно. Можем да сравняваме данни за ден, месец, тримесечие или година и да определим точно дали има динамика – напред или назад, – обяснява Анар Сандыгулова.

Анар Сандыгулова подчертава, че за работа с такъв робот е необходима специална подготовка.

Специалистите с висше образование просто нямат опит в работата с подобни технологии. В седем града, където внедрихме роботи, трябваше да обучаваме педагозите от нулата. Някои не знаеха как да определят IP адреса на устройството. В Тараз, например, се оказа, че в района на центъра изобщо няма мобилна връзка – кулата е съборена. Трябваше да занесем компютър там, където има интернет, да инсталираме програмата и след това да адаптираме робота за работа в офлайн режим. Без това закупуването на робота нямаше да има смисъл. Защото ако учителят не владее инструмента, той просто няма да може да го използва, отбелязва инженерът.

Гласът на бащата: индивидуален подход в действие

— При разработката на софтуера се бавихме на англоезични и рускоезични методики. Но в някои региони, като Шимкент и Жамбылска област, те не проработиха. Трябваше да създадем казахоезична версия — адаптирана и разбираема за детето. Понякога дори в семейства, където говорят казахски, детето възприема информацията основно на руски. Защо? Защото с него работи специалист, който говори руски. И се получава, че всички развиващи материали също са на руски. Видяхме това на практика, — разказва Анар Сандыгулова.

По нейните думи, индивидуален подход е необходим във всеки случай.

— Случва се детето да реагира само на мъжкия глас на робота. В едно семейство бащата беше отговорен за заниманията с детето: идваше от работа и целенасочено се занимаваше с развитието на сина си. Детето се беше свикнало толкова с мъжкия глас, че когато чуеше женски или детски, просто не възприемаше информацията. В такива случаи подбираме настройките специално за детето, — казва Анар Сандыгулова.

Фонд „Камкорлык“ закупи 14 робота за седем центъра, където се провежда рехабилитация на деца с аутизъм. Това са градовете Павлодар, Костанай, Уст-Каменогорск, Актобе, Шимкент, Талдыкорган, Тараз.

— Центровете сами закупуват устройствата и минават през митническите процедури. Ние предоставяме софтуера и го адаптираме към конкретните задачи. В момента в тези центрове се рехабилитират около 300 деца. Интересно е, че дори в републиканския център в Астана все още няма такива роботи. Видимо, инициаторите на проекта са решили, че на първо място помощта трябва да стигне до регионите, — разказва разработчикът.

„Днес се занимаваш с робот”

— Показахме роботите на изложение. На всички им харесаха. Но когато споменавахме цената, интересът рязко спадаше. Мнозина питаха дали могат да ги купят на изплащане през банка. Затова започнахме разработката на собствен казахстански робот. Предишните модели бяха закупени във Франция, Люксембург и Швеция. Сега задачата е да направим робот на цена не повече от 1 млн. тенге, с оптимална функционалност и достъпна за центровете комплектация, — казва Анар Сандыгулова.

В някои центрове има кадрови проблеми.

— В Павлодар, например, учителят напуска след месец — заплатата е ниска, натоварването е високо. Затова роботът често стои без работа. Може би ще се наложи да изпратим специалист от Астана, — споделя Анар Сандыгулова.

Министерството на образованието на Казахстан отпусна грант за проекта, за да провери неговата ефективност. В рамките на тази работа се събират подробни цифрови анализи: педагогически, психологически, емоционални.

— От 1 юли обновихме програмата. Сега тя записва не само взаимодействието, но и целия комплекс от данни. Това ще позволи да се определи на кое дете какъв съдържание и какъв робот е подходящ. Например, проучванията показаха, че хиперактивните деца реагират по-добре на кратки, съдържателни фрази. Разбрахме, че не може да се използва един шаблон за всички. Всяко занятие трябва да бъде подготвено индивидуално“, отбелязва авторът на разработката.

Събраните данни се качват на специална платформа. Специалистът влиза в системата, въвежда кода на детето и получава препоръки: „Днес не е добре да използвате приказка. По-добре предложете подвижна игра“. Това помага особено на новодошлите в центъра. Успоредно се провеждат анкети сред родители и педагози, но те, както подчертава Анар Сандыгулова, не могат да заменят обективната цифрова статистика.

„Информацията, която събира роботът, не е просто наблюдение, а научно обосновани данни. Ще можем да ги използваме за разработване на методики, обосновани изводи и по-нататъшни изследвания“, казва Анар Сандыгулова.

Според много от анкетираните родители, наличието на робот в центъра е повишило интереса на децата към училището. Преди беше много трудно да събудиш детето рано сутрин и да го убедиш да отиде в центъра, но с появата на робота това стана по-лесно. Простите думи „днес ще се занимаваш с робота“ изваждат детето от леглото.

Мечтата на един учен

Анар Сандыгулова заема длъжността инженер във факултета по роботика на Назарбаев Университет. Тя обаче е защитила дисертация на тема развитието на децата с помощта на роботи. За да създаде алгоритми за развитието на детето с помощта на изкуствен интелект, тя е трябвало самостоятелно да усвои педагогика и психология.

„Имало е случаи, когато родители искали да купят робот само за собственото си дете. Но засега всички се ограничават само с устни молби“, казва тя.

Средно един робот струва на рехабилитационните центрове 3 милиона тенге, докато разработеният от Университета Назарбаев софтуер струва 300 хиляди тенге.

— Мечтая за деня, когато нашият софтуер ще бъде инсталиран на местни, създадени от нас роботи. Когато казвам, че разработваме собствен робот, това е стъпка към тази мечта. В момента в големите градове под жилищните комплекси се откриват все повече езикови и когнитивни центрове. Ако имаме собствен, достъпен по цена робот, такива центрове ще могат активно да го използват. При това той ще може да се използва не само в работата с деца с аутизъм, но и с нормално развиващи се деца – за това ще можем да разработим отделни алгоритми. Това ще улесни значително работата на педагозите и ще повиши ефективността на занятията, подчертава Анар Сандыгулова.

Проектът вече привлече вниманието на правителството, но…

— Когато министър-председателят се запозна с нашата работа, той възложи на Министерството на здравеопазването да разшири нашия опит на републиканско ниво. Обаче, по всичко личи, че министерството все още не може да намери финансиране за това. Според неофициални данни, в Казахстан функционират 57 центъра, занимаващи се с рехабилитация на деца с аутизъм. Тези данни са събрани самостоятелно с помощта на 2GIS и Google Maps. Само в седем от тези центрове се използва методика за обучение с роботи. Вече се свързаха с нас представители от Узбекистан и Азербайджан. Ако има конкретни предложения, без проблем ще адаптираме софтуера на други езици, — казва авторът на проекта.

Към момента разработката остава изследователски проект, но се прилага успешно в седем центъра, обхващащи около 300 деца. За да стане методиката достъпна за широка аудитория, тя трябва да бъде комерсиализирана и представена като достъпен продукт, който да може да бъде закупен от обикновени семейства и организации.

В момента фондът за комерсиализация на научни разработки на Назарбаев Университет търси инвестиции, за да изведе проекта на пазара.

— Вече сме регистрирали авторските права в Казахстан. Сега искаме да получим патенти в САЩ и европейските страни. Фондът за комерсиализация на Назарбаев Университет оказва подкрепа и в този въпрос. Защото за международното патентоване е необходимо да се привлекат юристи, специализирани в интелектуалната собственост в съответните страни, — сподели Анар Сандыгулова.

автор: Айгуль Эсеналиева

източник: www.inform.kz