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人工智能專題特寫

ML 機械人助自閉症學童改善社交及溝通技巧

人工智能和機器會否取替人類的討論時有所聞,近日就有研究指出及至 2025 年,全球將有 8,500 萬個職位將被機器取代,然而人和機器的協作亦將創造 9,700 個新工作單位。其實兩者互有長短,也許我們不應著眼於「取代」而是相輔相成,如何利用人工智能和機器協助人類更有效完成某方面的工作。

外國就曾廣傳自閉兒童把 Siri 視作朋友般對話溝通,原來這並非單一事件,本港亦有研究證實利用社交機械人有助自閉症兒童改善社交和溝通技巧。中大教育學院教育心理學系蘇詠芝教授更針對這個研究方向,推出了智趣伴星途服務,通過機哥伴小星社交機械人加強自閉症兒童的語言溝通技巧和自理技能。

結構化學習減不可預期因素

「自閉症兒童面對人類老師會有芥蒂,因為老師面部表情多樣化、音調語氣多變難捉摸感到難以捉摸。他們每遇上不可預計的情況便會不知所措,不曉得該說甚麼而緊張不安,因此面對人類老師時未必有太大動機去學習。」蘇教授強調雖然自閉症光譜很闊,但大部分自閉症學童都傾向留在自己的世界,較少與人類溝通。

「人類始終有脾氣,而老師不耐煩的情緒會令小朋友緊張不安,因此決定引入社交機械人作為教育工具小幫手。根據 Baron Cohen 的理論,在有預計性、結構化的環境下學習,對自閉症學童而言是最理想,可讓他們最專注學習。而『機哥』可程式化,因此可操控它甚麼時候說話、說話的語氣如何。例如每次上課機械人也會說『小朋友你好呀,今日我哋一齊表演一套話劇,請細心欣賞』,而這句開場白每個課堂也會出現,是以小朋友能料到每次見到機械人時它會說甚麼,從而變得安心。」

社交機械人劇場教學法成效顯著

自 2015 年起,蘇教授先後獲中大的知識轉移項目基金(KPF)及可持續知識轉移項目(S-KPF)合共逾百萬元資助,及後於 2018 年以社企形式創辦智趣伴星途。其中的「機哥伴小星」項目,透過利用社交機械人教導自閉症兒童社交和溝通技巧,包括共同注意力、心智解讀、眼神接觸及各種情景下的適當行為。項目亦會編程社交機械人,加強自閉症兒童的語言溝通技巧和自理技能。

能夠榮獲 2022 年日內瓦國際發明展銀獎,明顯這個機械人不僅只會對話那麼簡單。原來「機哥伴小星」集中改善自閉症兒童假裝能力的發展(pretended play)、手勢的運用及共同注意力。相比傳統教學,百分百由真人導師提供的訓練,「機哥伴小星」提供更可負擔的服務,同時能彌補真人導師無法進行劇場教學的不足。

項目開始至今已經服務超過 2,200 名自閉症兒童,研究指出參加「機哥伴小星」後,自閉症兒童對長句子認知的能力提升 20-30%、對話技巧提升逾 20%、敘事能力提升超過 30%,特別是遊戲行為(play behavior)和假裝能力也有顯著改善。

蘇教授透露,團隊採用了話劇模式教導自閉症兒童社教技巧:「由人類老師做話劇並非不可行,但對方須不厭其煩同一句對白重複講很多遍,又或是每次療程都要講相同的對白,並且要確保說話語氣一模一樣才能達到這個 Drama Approach(劇場教學法)的目標,這對人類老師來說很大限制。由機械人小星和迪迪來表演話劇,相對更容易示範好與壞的社交技巧會帶來甚麼影響。」

人機合一相輔相成

「機哥伴小星」屬可編程社交機械人,由蘇教授團隊設計教材、制定課程,分別提供廣東話、英文、普通話三種語言,並由日本電氣公司(NEC)提供機械人。目前,團隊已設計數百個由機械人演繹的情境,針對 3 至 18 歲自閉症學童,以劇場教學法(Drama Approach)取代原有的直接教學法(Direct Instruction),例如設計在快餐店點餐的情景等等,盡可能貼近生活場景。

蘇教授表示,話劇情境會按需要或不同年齡層編寫。比方說 2018 年,課程便加入涵蓋性教育及欺凌相關的議題;至 2020 年,則針對 13 至 18 歲青少年加入職業培訓的課程。新階段又加設了「文字轉語音」功能,由真人導師即時輸入文字,再由每個機械人所屬的聲音與自閉症兒童進行對話。

而近年新增的技術莫過於運用人工智能機器學習(ML),偵測對象的眼神交流(Eye Contact)。「ML 首先要學習 Eye Contact,要學會辨識眼神甚麼時候屬於聚焦,甚麼時候對象在放空,沒有好好注視機械人。目前共分為兩個難度:分別是對話時若偵測到學生失去焦點 6 至 8 秒便會發出提示,另一個是 2 至 4 秒便會發出提示。」

以往導師難以每次都即時察覺學生沒有注視他,因而無法定時提醒,令自閉症兒童感到困擾;而機械人能精準判斷自閉症兒童有沒有與他保持眼神接觸,並在指定秒數內提醒學生,規律地培養學生的眼神交流。未來,蘇教授表示團隊將會發展新功能,由機械人訓練自閉症兒童辨別情緒及表達情緒的能力。

不過蘇教授強調並不擔心「機哥伴小星」會導致業界出現爭飯碗的現象,因為機械人無法評估小朋友的學習進度,因此療程仍需由治療師全程從旁觀察。「這個課堂是人機合一:一半時間由機哥做示範,一半時間由人類老師帶領活動。」

利用社交機械人進行介入治療,除有助人類老師更有效教導自閉症兒童針對改善生活情景的社交和溝通技巧,在成本上亦能大幅減輕家長的負擔。蘇教授透露由治療師單對單進行療程,每次療程約 2 千港元,而「機哥伴小星」每次只收取 200 多元。至於學校方面,目前受惠的包括十數間中小學,當中主流學校以小學為主,特殊學校則涵蓋中、小學。然而最新的眼神交流(Eye Contact)功能須連接至雲端,故只能前往中大上課,暫未能於其他學校提供服務。

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Catabell Lee

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