耶鲁大学等多个机构研究新成果,用机器人教聋哑儿童如何交流

在上面的视频中,那个孩子坐在他母亲的腿上,看着这个大眼睛机器人的头部,这个机器人会周期性的向左旋转,用它那个蓝色的大眼睛盯着一个电脑屏幕。孩子仿佛接收到了指令,眼睛也顺着机器人的目光转到屏幕,上面有一个人的头像,正在轻轻哼着童谣。

或许很多人看起来这个场景非常简单,但是你们并不知道,这个男孩已经在两个层面上做了些非常了不起的事情。首先,利用这个结合了机器人、算法和大脑科学的全新平台,他正在磨炼自己的关键语言技能;其次,他正在做的事情,并不是很多人能够体验的,那就是独立使用面部表情与机器人进行交流。

在一个理想情况下,在早期发育过程中每个孩子都能获得足够多的面对面交流机会,要么通过手语,要么通过口语来建立扎实的语言技能。但事实上,并不是所有的父母都有时间能够坐下来陪伴孩子,给他们读书。而对于聋哑儿童来说,父母如果想与他们进行交流,还需要学习手语。

现在,美国加劳德特大学的研究人员通过与耶鲁大学、南加州大学、以及意大利基耶地-佩斯卡拉大学合作,开发了一款机器人,虽然可能无法实现父母和孩子之间那种交流沟通,但却是一种不错的补充,这个实验旨在模拟孩子与父母之间的自然交互。

在孩子心智发展过程中,最有趣的就是自然语言学习,无论是口语还是手语,都会刺激大脑的相同区域。 Laura-Ann Petitto是加劳德特大学神经科学家,他表示:

“过去有研究显示,同样的神经敏感性,应该都是在同一个脑组织样本中被处理的。所以,我们以前认为,那些负责处理声音信息的大脑组织只负责处理声音,但其实并不是这样的——而这,也恰恰是人类语言处理的独特之处。”

掌握到上述这些新知识之后,研究团队把脑部扫描帽戴在了聋哑儿童的头上,并且关注哪些区域会发亮。现在,研究人员终于知道了孩子究竟会在什么时候去真正地处理自然语言。

不过,该研究团队的机器人模拟系统使用了更加微妙的方法来读取孩子的脑部信息,这套系统还会利用热像仪读取孩子脸部的温度微小变化,反馈出他们对语言的认知。结合面部追踪软件,不仅可能让机器人确定孩子会在什么时候把视线转移到虚拟形象身上,而且还可以确认孩子是不是真正地参与其中。有趣的是,孩子们似乎很喜欢这个系统——即便是一些听力正常的孩子也想试试看和这个机器人进行互动。

不过,为什么在构建机器人的时候要结合面部追踪和算法,而且还要捕捉运动呢?事实上,答案就是因为要互动,即便是对于一个伪装成人类的机器人来说,与孩子进行充分的互动,才是帮助他们发展语言技能的必要条件。

当然,你也可以在孩子们面前播放《芝麻街》动画片,让他们与动画人物进行互动,但是这种所谓的“互动媒介”不可避免地会出现很多问题。Diane Paul是美国言语语言听力协会言语病理学临床问题主任,他说道:

“这不是平板电脑的问题,也不是电脑本身或是电视本身的问题,而是使用方式的问题。其实,我们希望鼓励家庭成员或父母亲自给他们的孩子读书,与孩子们进行对话,唱歌,做手势。我们希望父母去做这些互动,因为在这种情况下,孩子才能更好地学习语言、以及手语技巧。”

如果没有这些互动,孩子们的大脑中的语言学习组织可能就不会发展的很好。现在,机器人并不能取代父亲或母亲的角色,但也并不是意味着完全不可能。或许未来有一天,机器人可以作为一种替代品,当父母无法与孩子进行互动的时候,可以和孩子们进行互动,帮助他们进行额外的语言训练。

除了对孩子语言发展的影响之外,从机器人的角度来看,这套系统也非常吸引人。实际上,如今的机器人并不太能够理解人类情绪,自己也无法表达情绪。不得不承认,人类面部表情的微妙之处,真的是太难以理解了。对于机器人而言,在屏幕上显示动态的面部表情,比如微笑或者皱眉,都是非常困难的一件事情。但是这个机器人,能够通过它的眼睛抓住孩子的目光,并且把孩子引导到虚拟人物身上。可以说,这个机器人正在和人类以一种简单、但又彼此吸引的方式进行交流。

可以肯定的是,未来或许有一天孩子可能会和“机器人保姆”进行复杂的情感互动。但现在,至少一个小小的机器人已经能够吸引住孩子的眼球了。

本文来自企鹅号 - 新智造媒体

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