互动科普

机器人医生：治愈自闭症

全球现有自闭症患者3 500万人，其中40%是儿童，每20分钟就有一名自闭症儿童诞生。更让人担心的是，一名自闭症儿童一般需要2～3人照顾，但合格的自闭症诊疗医生和康复培训人员的数量却远远低于自闭症患者人数。如何帮助这些自闭症儿童恢复健康？科学家将目光瞄准了机器人。

本刊记者 申宁馨

在美国北卡罗来纳大学威尔明顿分校（UNCW）沃森教育学院的一间教室里，机器人NAO正跟几个孩子玩“Simon Says”（类似“我说你做”一类的小游戏），这是孩子们最喜欢的游戏。NAO扮演的是Simon，它眨巴着时蓝时绿的眼睛，向孩子们发出指令：“Simon says jump up.”（西蒙说，跳起来！）有的孩子跳了起来，有的则在原地没有动。刚开始时，孩子们有些畏手畏脚，但随着游戏渐渐深入，他们也逐渐放松，积极地与机器人互动。

在教室隔壁的屋子里，沃森教育学院的技术主管杰夫·埃尔茨贝格（Jeff Ertzberger）和几位同事正通过摄像头悄悄地观察着这一切。孩子们情绪和表情上的改变，让他们有些兴奋。这是一群患有自闭症（autism，参见环球科学小词典）的儿童，而埃尔茨贝格等人正在做的，就是研究如何借助机器人来治疗自闭症。

为什么是机器人

乍一看，你可能觉得自闭症儿童和正常孩子没什么不同。但只要和自闭症儿童聊上几句，你就会发现他们的问题其实非常严重：他们害怕用眼神与你交流，身体会不安地来回晃动，甚至用头撞墙，说话也经常颠三倒四。尽管他们也会有情感波动，比如感到恐惧、愤怒和高兴，但对别人常常漠不关心。在日常的社会交往中，对某些细节的暗示，大多数孩子都能正确理解，但自闭症儿童却往往视而不见。

在美国，每100名儿童中，就有一名自闭症患者。据世界卫生组织（WHO）统计，全球现有自闭症患者3 500万人，其中40%是儿童，每20分钟就有一名自闭症儿童诞生。而且，自闭症儿童的比例还在增加。更让人担心的是，一名自闭症孩子一般需要2～3人照顾，但合格的自闭症诊疗医生和康复培训人员的数量却远低于自闭症患者人数。而随着机器人智能水平的提高，它们正被越来越多的自闭症研究者看作拯救自闭症儿童的希望所在。

除了可以弥补医生人数上的不足，随时随地对自闭症儿童进行治疗，机器人还拥有更多人类医生不具备的优势。自闭症儿童大多缺乏正常的社交、沟通能力，而人类丰富的面部表情以及肢体动作会让他们充满畏惧。而机器人恰恰相反，虽然以NAO为代表的仿人机器人具备和人相似的外表，但它们的面部表情和肢体语言却要简单得多。

理查德·查普曼（Richard Chapman）来自美国奥本大学（Auburn University），他也是沃森教育学院研究团队的一员，负责为机器人编程，上面的Simon Says游戏程序就是他的杰作。查普曼说，我们希望让孩子们与机器人建立起联系，因为他们害怕与人面对面，害怕社交，而与机器交流则更加简单。正是这种“简化”了的交流，也许能使自闭症患者更容易接收外界信息，从而培养基本的生活和社交技能。

搭建沟通桥梁

美国圣母大学（University of Notre Dame）心理学院是最早开始尝试，用机器人辅助治疗自闭症的机构之一。圣母大学的团队中既有诊疗心理学家，又有擅长人机关系的专家，还有计算机专家以及行为学领域的顾问。经过多年的探索，该团队已经取得了不少成果。现在，两名分别叫做凯利（Kelly）和布莱恩（Brian）的机器人NAO成了他们的助手。

科研人员将NAO机器人融入自闭症治疗中，这些机器人具备多种人类特质，例如类人的外形、语言和互动的功能，充当着帮助自闭症患者融入正常人类社会的一座桥梁，使他们逐步接受人类社会的特质，学习基本技能。

约书亚·迪赫（Joshua Diehl）是圣母大学研究团队中的一名心理学助理教授，他介绍说：“即使是一段简单的对话，也包括手势、面部表情、语言以及声音的波动，对正常人来说，这都是很自然的。但对自闭症儿童而言，他们能完成其中的某个部分，但如果把这些内容集中起来，对他们就太困难了。我们需要教会他们一些本能的行为。”

圣母大学的项目就是利用机器人NAO对自闭症儿童进行一对一教学。通过对NAO机器人进行编程，设定简单的动作和交流语言，把人的行为动作分解，逐步教授给自闭症儿童，并根据孩子们的语言或肢体反应，重复教授，或者给他们一些鼓励。例如，某个孩子特别喜欢音乐，在他根据机器人的要求完成某组动作或者回答问题后，机器人会自动播放音乐并配合舞蹈，进一步激发患者的学习热情。

“社交中最重要的部分，是理解对方说了些什么，以及让对方理解你的意图，”迪赫解释说，“如果我们可以（通过机器人）构架这座桥梁，就相当于为自闭症儿童开启了许许多多的大门，从各个方面帮助到他们。”

此外，还有一些研究也在验证机器人的桥梁作用。来自美国康涅狄格大学健康、干预与预防中心（Center for Health, Intervention, and Prevention，CHIP）的两位研究人员蒂莫西·吉福德（Timothy Gifford）和安尼亚纳·巴特（Anjana Bhat），也利用机器人NAO开展了自闭症相关研究。他们想要弄清的是，这种拥有很多“人性”的类人小型机器人，是否具备帮助自闭症儿童提高运动能力以及社交技能的潜力。

巴特是康涅狄格大学婴幼儿成长实验室（Infant and Child Development Laboratory）的负责人，从去年起，他和吉福德就在这个实验室进行实验。作为这项研究第一阶段的一部分，研究人员将让5名自闭症儿童以及16名正常发育的儿童，在8次集会上与机器人NAO单独进行互动。在每次集会上，孩子们都需要模仿机器人的四五个动作。

“迄今为止，我们的实验数据显示，机器人与儿童之间的交互，能够极大地激发孩子们的积极性，无论是对正常的还是患有自闭症的儿童来说都是如此。”巴特介绍说，“孩子们不仅愿意与机器人沟通，他们与其他参与这个实验的孩子也有交流，因为他们共同分享着一段新奇的经历。”

故事刚刚开始……

尽管已经看到一些效果，但这些研究仍处于探索阶段，一些研究结论也存在局限性。巴特对此就深有感触：“很多有趣的迹象表明，在与机器人互动之后，自闭症儿童的运动能力和社交技能都得到增强，但是，目前几乎没有临床实验可以证明，机器人与自闭症儿童的互动可以作为一种有效的治疗手段。”

最近两年，越来越多的研究机构意识到机器人在治疗自闭症方面的特殊优势，一大批研究项目开展起来。前面提到的沃森教育学院的自闭症治疗团队，他们在今年1月一口气从法国Aldebaran Robotics公司购买了6台机器人NAO，旨在研究自闭症儿童对机器人的反应。

但这仅仅才是个开始，埃尔茨贝格说：“在利用机器人来辅助治疗自闭症方面，我们走在最前线。我希望终有一天，这些机器人能够帮助到那些（患自闭症的）孩子，而且，孩子的家长以及治疗师们也愿意并且买得起这些机器人。”