科技：人脸辨识软件结合 Google glass，帮助自闭症童社交
- 信息来源：科技新报
- 作者：Sharon Shih
- [发布时间：2015-12-24 11:15:42]
还记得疯狂实验室 Google X 的“前”明星级产品 Google glass 吗？2012 年 4 月，Google 联合创始人 Sergey Brin 于旧金山的活动上配戴亮相后，掀起了全球人对“可穿戴智能显示设备”的崇拜，影响的层面涵盖教育、时尚，甚至治安。可惜后续涉及隐私权、价格高昂，一般使用者需求定位不明，产品沉寂了好一阵子，然而，Google Glass 带来关于“人机交互模式”的想像，依然是热门的发展题材，比如它扩增实境的功能，根据《彭博商业周刊》报导，美国俄亥俄州立大学一家医学中心，医师开刀时配戴 Google Glass，让远端医生能同步观看手术过程。
这项应用是有些炫技，但如果将实境功能和数据分析做结合，应用在医学治疗，就将会是新突破，美国斯坦福大学（Stanford University）的研究人员正在开发一个项目 Autism Glass Project，利用了 Google Glass 及 Sension 软硬件整合，帮助自闭症儿童识别情绪，并拟定个人化医疗系统。
这科技的背后其实有一小段故事，软件发明者 Catalin Voss 是来自德国的学生创业家，他 12 岁就自学手机软件开发的技术，并使用影音分享教学，迅速地成为德国 iTunes store 排名第一的播客（Podcast）。
17 岁时进入斯坦福大学就读电脑工程科学，他发现同侪上课时都带着笔记本电脑、平板或者手机，而这些移动设备配备着单镜头网络摄影机，他想：“为什么人不能跟镜头有互动呢？”比如你正在听线上课程，但分心了，或者感到疑惑，那么镜头侦测到并经软件判别后，就会给个提醒，或者停下来。
之后 Catalin Voss 进入斯坦福创业加速器 StartX，并利用这个发想，而开发一款以电脑视觉（Computer Vision）为基础的脸部追踪科技（Face-tracking technology）──Sension，主攻人脸识别以及视线追踪。
可用于教育、汽车产业
Sension 的核心技术是利用机器学习，将脸部五官距离，以点对点的方式，测量并计算差距变化，并和表情、情绪做链接，供机器做即时互动的判别，除了脸部辨识，它还加入了瞳孔追踪系统，利用收集到的面部资讯，做三维空间的视野预测，因此能得知使用者究竟在注视什么。
这项技术看起来简单，若单以静态影像的处理并不会太复杂，但真正高功能的，其实是动态影像的分析。我们人类是靠着眼及大脑的合作，因此能一瞬间掌握眼前影像并做出解释，而今科技要教导机器代替人脑来“看”和“打量”，这牵涉到数学、物理学、机器人学、神经生物学及讯号处理，非常庞大。
Sension 办到了，Catalin Voss 一开始将产品锁定在教育产业的应用，让使用者的资料不仅协助教材的修正，也用于线上考试舞弊的防范，而这概念已获得多个线上教育公司（如 Mindflash）投资。然而一间日本公司 GAIA 有另个有趣的想法，它们收购技术，并将这套脸、眼追踪技术应用在汽车系统上，当司机打盹或看错路时，系统能及时识别，并给予警示。
造福自闭症儿童
看来 Sension 软件似乎颇受业界欢迎，但如果能够跟硬件界的明星合作，又会是怎样的光景呢？斯坦福大学医学院的 Wall Lab 便开展了 Autism Glass Project，搭配使用 Google Glass 来帮助自闭症儿童识别情绪。
自闭症是因脑部神经功能异常所致的发展障碍，大约 3 岁就能被诊断出来。最常见的症状是患者不理人、没外界反应，无法辨别人的脸部表情变化，也难体会他人的情绪，这些表征会随着年纪增长而变严重，导致病童和同侪的差距愈来愈大、社交发展困难。
Wall Lab 的主持人，斯坦福医学院儿科副教授 Dennis Wall 采取的，就是让这些患有自闭症的小朋友戴上 Google Glass。眼镜硬件能播放卡通人物或图片，而 Sension 软件则提供脸部侦测及判别，再藉由镜面显示出不同的卡通画面，帮助儿童理解眼前人的表情是快乐、悲伤、愤怒或惊喜，达到教育的目的。如果孩童希望进行眼神交流，只需要看着对方的眼睛，那 Google glass 就会自动切断画面，显示对方的脸。
当然，使用者大部份为小朋友，如果人机互动能更像游戏，势必引起兴趣，因此团队将产品设计成闯关游戏“Capture the Smile”，让孩童带上眼镜，并用视线指出眼前谁是开心的，App 就能识别出来并奖励分数。Catalin Voss 称这种有趣的小把戏为“互动的学习过程”，它对自闭症儿童很重要，因为患者和人交流时，通常只注意对方的嘴部动作，然而，眼神之间的交流，却更有助于激发儿童大脑的潜能。
训练后对于对话反应大增
Autism Glass Project 分为两阶段计划：第一阶段目标是使用 Google glass 帮助自闭症儿童理解别人情绪；第二阶段则希望这些小患者在未配戴眼镜的情况下，凭着先前的训练和表情特征的记忆，正确解读人脸部表情。
第一阶段的研究，只需要孩童配戴 Google glass 每天 3 次，一次 20 分钟，设备会将他们游戏过程记录下来，并传送到 Android 系统上，供专家和家长问卷做交叉比对，做出患者的注意力及影响因子评估。当然，追踪的时间愈长，收集到自闭症儿童的“行为”以及“语法”资讯愈多，更容易分析出特征，以美国平均自闭症孩童确诊期为 4 岁半相较，大量临床数据能协助将诊断提前至 2 岁半，达到早期发现、早期干预的效果。
现在，研发团队已经完成 40 名病童的实验室试验，以及 80 名患者、20 名正常儿童的居家临床试验。据他们的家属表示，经过计划训练后，孩子对于对话的反应比率大增。
目前这项研究获得 Google 认同并捐助 35 台 Google Glass，并于 2015 年初获得 Packard Foundation 约 379,408 美元的支持。接下来，研究团队将进行第二阶段的试验：希望能招募 100 名 6-16 岁年轻患者进行为期 4 个月居家治疗和行为观察实验。
事实上，采用科技来让自闭症患者与外界交流的方式还不少，比如 Robots4Autism，是藉由可爱机器人和病童互动；或者之前《纽约时报》的新闻：一个 13 岁的小孩把 Siri 当成最好的聊天朋友。另外也有一个称为 Brain Power 的新创业，同样采用 Google Glass 搭配软件，帮助自闭症儿童学习社交技巧。
关于“自闭症”这个既熟悉又陌生的疾病，相信很多人的印象停留在 1988 年奥斯卡最佳影片《雨人 》（Rain Man），片中罹病的达斯汀霍夫曼无法自理生活、适应社会，却是个杰出的数学天才。的确，在自闭症患者中，约有 10% 具有艺术或学术上超乎常人的能力，这种天赋包含音乐、绘画、记忆、运算能力，被称为学者症候群（Savant syndrome），但往往因为患者不擅于表达，而不被旁人理解。
天才也许是少数，但要了解自闭症患者的脑袋，确实需要一点外力辅助，Sension 发明者 Catalin Voss 就曾在受访时表示：
“也许我们能赋予自闭症孩童另一种超能力。”
虽然医界对于自闭症，至今尚无有效的治疗方式，但科技的确帮助了我们，开启新的相互理解方式。
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