Робот — это не друг и не замена специалиста: казахстанские ученые помогают детям с аутизмом через технологии

В казахстанских реабилитационных центрах роботы постепенно становятся частью занятий с детьми с аутизмом. Они показывают животных, рассказывают сказки, помогают тренировать зрительный контакт, имитацию, внимание и социальные навыки. За этой технологией стоит PhD, ассоциированный профессор NU Анара Сандыгулова, которая с 2015 года изучает взаимодействие детей и роботов. Ее команда разрабатывает программы, собирает обезличенные данные, обучает специалистов и пытается ответить на главный вопрос: как сделать так, чтобы робот помогал ребенку не только в кабинете, но и в обычной жизни. Подробнее в интервью El.kz.

В кабинете робот выглядит почти как герой детского мультфильма, только перенесенный в реальное пространство. Он двигается, поворачивает голову, показывает животных, реагирует на голос и лицо человека. Для ребенка это уже не просто картинка на экране. Перед ним объект, который можно увидеть рядом, к которому можно обратиться, за которым можно повторить движение.

Но за внешней простотой стоит сложная методическая работа. У детей с расстройствами аутистического спектра могут быть трудности с имитацией, вниманием, зрительным контактом, речью и взаимодействием со взрослым. Поэтому даже упражнение, где ребенок повторяет за роботом звук или движение, становится не развлечением, а частью реабилитационного процесса.

Сейчас мы сыгрываем игру “Повтори за мной”. Я мышка. Вот он показывает животных. Ребенку нравится сразу. Это как мультик, только в теле. И вот этот навык развивает имитации. У многих детей нет навыка имитации, без него вообще очень сложно.

Имитация — один из базовых навыков, без которого ребенку трудно обучаться дальше. Через повторение он осваивает движения, звуки, жесты, первые элементы коммуникации. В обычном развитии многие дети уже в раннем возрасте начинают повторять за взрослыми звуки животных, мимику, простые действия. У детей с аутизмом этот механизм может быть нарушен или выражен слабее. Робот в такой ситуации становится посредником. Он не давит, не торопит, не требует эмоционального ответа так, как иногда это делает взрослый. При этом он достаточно яркий, интерактивный и предсказуемый, чтобы привлечь внимание ребенка.

Детки, которым полтора годика, уже могут повторять звуки. Но у детей с аутизмом может не быть того, что даже у некоторых нейротипичных детей в развитии уже есть. Ребенок может повторить только звук, или звук и движение, а может быть только движение повторит. 

Один из важных элементов работы — зрительный контакт. Для многих родителей это не абстрактный термин из диагностики, а очень личная боль. Ребенок может не смотреть в глаза даже самым близким людям. Он может избегать лица, не следить за выражением эмоций, не откликаться на попытки общения. Робот помогает тренировать этот навык через движение и реакцию. Он распознает лицо, поворачивается в сторону человека, как будто удерживает внимание на собеседнике. Ребенок постепенно начинает замечать, что «лицо» — это важная часть общения.

Вот этот глаз, он за вами следит. Он ваше лицо распознает и потом начинает следить. Это про зрительный контакт. Ребенок начинает тоже интересоваться, начинает в глазки заглядывать. И вот этот навык, казалось бы, такой базовый. На самом деле у многих детей нет зрительного контакта. Даже с родителями, с самыми близкими.

В программе робота есть разные сценарии: животные, музыкальные инструменты, спорт, сказки, упражнения, песни. Но исследователи стараются использовать не только голос, а все тело робота. Если в сказке герои тянут репку, робот тоже показывает движение. Если речь идет о спорте, он изображает удар по мячу или другие действия. Это важно, потому что ребенок не просто слушает, а видит телесное действие и может включиться в него. Такой подход отличается от аудиоколонки или обычной записи. Робот создает ощущение присутствия. Он не заменяет живого взрослого, но дает специалисту еще один способ удержать внимание ребенка.

Мы много сказок запрограммировали. Сказки интерактивные. Постарались его тело включить как можно больше.

При этом разработчики сознательно избегают превращения робота в эмоциональную замену человеку. Он не говорит ребенку, что скучает. Не называет его своим другом. Не признается в любви. Даже обращение по имени убрали намеренно. Для команды это этический вопрос. Робот должен помогать специалисту, а не создавать у ребенка привязанность к машине. В мире, где технологии все чаще имитируют эмоции, такая граница особенно важна. Здесь робот остается инструментом — полезным, ярким, технологичным, но все же инструментом.

Мы никогда не делаем такого, что робот говорит: “я по тебе скучаю”, или “ты мой друг”, или “я тебя люблю”. Мы такие слова вообще не используем. Мы специально убрали это. Робот — это инструмент. Мы не пытаемся его одушевить, придумать, что у него есть душа или какой-то интеллект.

Родители иногда опасаются, что ребенок привыкнет к роботу и начнет требовать его постоянно. Но, по словам исследовательницы, занятия построены иначе. Робот используется ограниченное время — обычно 20–30 минут в день, и не всегда ежедневно. В отличие от экранов, он не создает такого же сильного эффекта бесконечного просмотра. Его нельзя листать, как видео, нельзя часами переключать контент. Он включается в структуру занятия и подчиняется задаче специалиста. В этом смысле робот ближе к методическому материалу: карточкам, игрушкам, сенсорным предметам, поощрению. Только он более интерактивный.

Были опасения от некоторых родителей: а если он потом будет требовать этого робота? Я говорю: не переживайте, там нет такого сильного скачка дофамина, как от экранного времени.

В кабинете главным остается специалист. Именно он решает, когда включить робота, какое упражнение выбрать, как продолжить тему после демонстрации. Если робот показал обезьянку, специалист может достать картинку, игрушку, предложить ребенку попрыгать, изобразить животное, повторить звук. Так одно короткое действие становится началом целого занятия.

Поэтому команда Сандыгуловой не говорит о замене логопедов, дефектологов или психологов. Напротив, робот требует от специалиста креативности. Он не отменяет человеческую работу, а расширяет ее инструменты.

Не значит, что теперь мы полностью доверились роботу и целый урок ведем так, что робот рассказывает. Я говорю: вы становитесь креативными. Робот показал животных — значит, сегодня тема животных. Можем достать фигурки, маски, картинки. Робот не заменит специалиста.

Эта позиция важна еще и потому, что вокруг искусственного интеллекта и робототехники часто возникают завышенные ожидания. Кажется, что машина вот-вот начнет учить, лечить, воспитывать и принимать решения вместо человека. В проекте Сандыгуловой логика другая: специалист остается главным, а робот работает как мотиватор и дополнительный канал коммуникации. Он может быть наградой в конце занятия. Может помочь начать упражнение. Может вовлечь ребенка, который не сразу откликается на просьбу взрослого. Но он не остается с ребенком один на один.

Мы не пытаемся, чтобы специалист пошел чай пить, оставил ребенка с роботом наедине. Абсолютно не так. Специалист все еще главный в этом кабинете. Робот просто вспомогательный.

Программное обеспечение для роботов разрабатывают в NU. В проект вовлечены студенты департамента компьютерной науки. Они создают новые упражнения, обновления, сценарии и делают так, чтобы все это автоматически появлялось в центрах, где уже работают роботы.

Мы здесь, в лаборатории, делаем какие-то дополнительные обновления. Запрограммировали логоритмику. Или нас попросили сделать, чтобы робот пел по понедельникам гимн. Мы сделали новое упражнение, и оно автоматически у них появляется. Они могут пользоваться»

Робот не только показывает упражнения, но и собирает данные. Камеры и сенсоры фиксируют обезличенные показатели: сколько времени ребенок улыбался, сколько стоял, сколько сидел, сколько раз дотронулся до робота. Настоящие фотографии не отправляются исследователям. В систему поступают именно числовые метрики.

Для науки это особенно ценно. Когда таких данных становится много, можно анализировать не отдельные впечатления, а закономерности. Что лучше удерживает внимание? Какие сценарии подходят детям определенного возраста? С чего начинать занятие, если у ребенка нет речи или есть сопутствующий СДВГ? На эти вопросы команда пытается отвечать не интуитивно, а на основе накопленного опыта.

Настоящие фотографии не высылаются нам. Там просто данные об улыбках. Например, за 15 минут времени ребенок 30% улыбался. Допустим, 50% времени стоя провел. Пару раз дотронулся до робота. Эти метрики собираем, и они к нам на сервер отправляются.

Когда в базе появляются сотни и тысячи детей, исследователи получают возможность видеть общую картину. Не только «этому ребенку понравилось», а какие упражнения чаще работают в похожих случаях. Так робототерапия постепенно становится не набором ярких демонстраций, а системой, которую можно изучать, измерять и улучшать.

Особенно интересным оказалось влияние сказок. Казалось бы, сказка — самый спокойный формат. Но именно интерактивные истории помогли детям дольше удерживать внимание. Для ребенка, который раньше мог сидеть спокойно всего полминуты, три минуты вовлеченности — уже заметный шаг.

Когда у нас тысячи детей появляются в базе, мы можем видеть закономерности, выявлять паттерны. И оказывается, сказки самые эффективные. Они увеличивают внимание. До этого дети могли только 30 секунд усидеть, а сейчас могут все три минуты.

Для специалистов это не мелочь. Многие дети с аутизмом имеют сопутствующие трудности, в том числе признаки СДВГ. Им сложно оставаться на одном месте, слушать инструкцию, ждать, включаться в последовательность занятия. Но если ребенок постепенно учится сидеть и слушать хотя бы несколько минут, это становится основой для дальнейшего обучения.

Мы хотим, чтобы детки, особенно у тех, у кого есть сопутствующие диагнозы, как СДВГ, умели сидеть на одном месте какое-то время. Если они хотят ходить в школу в будущем, им нужно уметь сидеть. И вот эту усидчивость развиваем.

На основе собранных данных команда хочет создать систему подсказок для специалистов. Например, новый центр только открывается, и педагог еще не знает, как лучше работать с роботом. В другом городе специалисты уже два года наблюдают, какие сценарии подходят разным детям. Эти знания можно перенести в алгоритм.

Так искусственный интеллект становится не абстрактной технологией, а помощником для специалиста. Он не принимает решение вместо человека, но может предложить: с этим ребенком лучше начать с песен, с этим — с танцев, с этим — со сказки, а с этим — с более коротких и динамичных упражнений.

Новый центр открывается, специалист еще не имеет опыта работать с роботом и не знает, как под каждого ребенка включать сценарии. А в Павлодаре, в Шымкенте уже два года опыта. Алгоритм может подсказывать: зная профиль ребенка, лучше начинать не со сказок, потому что он вряд ли усидит. Давай начнем с песенок или с танцев.

Сандыгулова отдельно объясняет: искусственный интеллект в этом проекте — это не один «разумный мозг» внутри робота. Есть алгоритмы, которые распознают лицо, улыбку, речь, направление звука. Есть синтез речи, благодаря которому робот говорит на русском и казахском языках. Есть система, которая анализирует историю занятий и помогает выбрать следующий шаг.

Есть разные понятия, что такое искусственный интеллект. Камеры считывают улыбки, микрофоны у робота есть. Синтез речи, с которым робот разговаривает по-русски, по-казахски, — это тоже алгоритмы искусственного интеллекта. А есть искусственный интеллект в программе, который обрабатывает истории и подсказывает, что делать дальше.

Еще одно направление — социальные истории. Это методика, которая помогает ребенку заранее прожить ситуацию, потенциально вызывающую тревогу. Например, поход к парикмахеру. Для взрослого это обычное дело, а для ребенка с сенсорными особенностями — целая буря: незнакомое место, звук ножниц, прикосновения к голове, накидка на плечах, ожидание.

В кабинете эту ситуацию можно разложить на понятные шаги. Робот надевает образ парикмахера, объясняет, что будет происходить, демонстрирует звуки и действия. Ребенок проживает ситуацию в безопасной обстановке, где рядом специалист и нет давления реального салона. То же самое можно сделать с походом к врачу. Для ребенка заранее объясняют, что такое градусник, почему он может быть холодным, почему он пищит, зачем открыть рот и показать горло. Робот в роли педиатра проговаривает действия спокойно и последовательно.

Такая тренировка помогает снизить тревогу перед настоящим визитом. Ребенок уже встречался с похожей ситуацией, пусть и в игровой форме. Он знает, что будет звук, что предмет не причиняет вреда.

Он говорит: я твой врач-педиатр, сейчас будем измерять температуру. Вот настоящий градусник. Робот говорит: ты понял, что это не страшно? Градусник ничего с тобой не сделает. И уже когда ребенок пойдет к настоящему врачу, он не будет бояться.

Социальные истории могут быть самыми разными: приготовление еды, профессии, пожарная безопасность, правила дорожного движения. Робот может стать строителем, пожарным, полицейским. Через такие сценарии ребенок узнает не только слова и действия, но и правила поведения в обществе.

Сандыгулова говорит, что технология может помочь и в темах, которые взрослым бывает трудно объяснять. Например, половое созревание у подростков. Родители и специалисты иногда не знают, какими словами говорить об этом, а робот может спокойно и корректно проговорить заранее подготовленный сценарий.

Робот может без проблем все объяснить. Мы пропишем правильный инструктаж, чтобы можно было потом перенести это в реальную жизнь. Все, что мы пытаемся программировать, — это чтобы навыки можно было потом переносить в реальную жизнь.

В лаборатории используют не один тип робота. Один — более мобильный, может двигаться, танцевать, пинать мяч. Другой работает с карточками и коммуникацией. В проекте есть приложение, связанное с карточной системой PECS — методом альтернативной коммуникации, когда ребенок выражает желания через изображения.

Так можно тренировать простые фразы: «Я хочу яблоко», «Мама хочет яблоко». Важная деталь — команда адаптировала систему и на казахский язык. Для специалистов и семей это не просто перевод, а возможность использовать методику в естественной языковой среде ребенка.

У нас есть приложение. Здесь карточная система. Допустим, мы тренируем: “Я хочу яблоко”. Он произносит, как правильно грамматически сказать. Логопеды так и тренируют детей. И вообще на казахском не существовало, поэтому мы сделали на казахском в первую очередь.

Научный путь Сандыгуловой в этой теме начался в 2015 году. Во время PhD она изучала, как дети взаимодействуют с роботами и как робот может адаптировать поведение под возраст ребенка.  Тогда исследовательница работала над алгоритмами, которые определяли возраст и пол ребенка по внешним признакам. По ее словам, существующие решения ошибались слишком сильно. Поэтому пришлось создавать собственный алгоритм, собирать базу данных и соединять машинное обучение с психологией и образованием.

Во время PhD я брала тему взаимодействия детей и роботов. Хотела сделать так, чтобы робот подстраивался под возраст ребенка.

Эта работа сразу стала междисциплинарной. Сандыгулова изучала не только алгоритмы, но и то, как дети разного возраста воспринимают информацию, почему одним нужны простые слова, а другим уже можно давать сложные объяснения. В ее базе было около двух тысяч детей, по которым анализировались рост, параметры лица и другие данные.

На первый взгляд это кажется далекой академической задачей. Но именно она стала основой для следующего этапа — применения роботов не просто в музеях или демонстрационных проектах, а в реабилитации.

Диссертация была очень междисциплинарная. Я смотрела психологию детей, образование, как мы обучаем детей, как рассказываем детям про роботов, плюс машинное обучение. Базу данных большую собрала, около 2000 детей.

После возвращения в Казахстан исследовательница поняла, что не хочет заниматься роботами только ради развлечения. Переломным стал визит в детский национальный реабилитационный центр. Там ей рассказали о детях с аутизмом. Она принесла робота, показала его специалистам, и с этого началась новая коллаборация. Настоящим толчком стала обратная связь родителей. Когда ребенок впервые устанавливает зрительный контакт с мамой или произносит первое слово в семь-восемь лет, технология перестает быть лабораторным экспериментом. Она становится частью очень хрупкой надежды.

Когда я увидела обратную связь от родителей, некоторые со слезами на глазах приходили. У кого-то зрительный контакт начал устанавливаться с мамой. У кого-то первое слово было имя робота. Детям по 7–8 лет, и это их первое слово в жизни. Для меня это было как мурашки по коже.

К 2023 году команда завершила важный этап исследований, опубликовала результаты и начала шире говорить о своей работе. Это помогло проекту выйти за рамки университетской лаборатории. После этого к команде обратились представители фонда, который развивает центры в регионах Казахстана. Так началось внедрение роботов в практическую работу. Но внедрение оказалось не менее сложным, чем научная разработка. Нужно было обучить специалистов, настроить оборудование, объяснить родителям, как собираются данные, поддерживать центры технически и методически.

Первые центры открывались в Шымкенте, Усть-Каменогорске, Павлодаре и Талдыкоргане. Специалисты в этих городах стали первопроходцами. Им нужно было не только работать с детьми, но и осваивать новую технологию, объяснять ее родителям, фиксировать результаты, задавать вопросы разработчикам.

Команда Сандыгуловой постоянно находится с ними на связи. Если один специалист сталкивается с проблемой, другой центр может подсказать решение. Так вокруг проекта формируется профессиональное сообщество, где опыт одного города помогает другому. Региональное внедрение показало, что лабораторная разработка должна быть готова к реальности. В одном городе может быть стабильный интернет, в другом — проблемы с подключением. Где-то специалисты быстро осваивают технологию, где-то им нужно больше поддержки. Где-то оборудование работает сразу, а где-то приходится переписывать систему под местные условия.

Один из таких случаев произошел в Таразе. Команда приехала с системой, которая предполагала интернет-подключение. На месте оказалось, что стабильного покрытия нет. Для разработчиков это стало техническим вызовом: робота пришлось адаптировать так, чтобы он мог работать офлайн.

Нам пришлось все полностью переписать, чтобы он больше не нуждался в интернете.

Сейчас проект находится на важном этапе. Роботы уже используются в центрах, данные постепенно собираются, система автоматизации завершается. Для исследователей начинается новая часть работы: анализ больших массивов данных и подготовка новых публикаций. Но за научной задачей остается простая человеческая цель. Робот должен помочь ребенку сделать шаг к коммуникации. Для взрослого это может звучать как мелочь. Для семьи ребенка с аутизмом это иногда становится событием, которого ждали годы.

Сейчас самое интересное начинается, потому что данных больше. Мы можем уже какими-то большими выводами говорить, есть эффект или нет эффекта. Мы эту систему заканчиваем, которая автоматически собирает данные каждого центра, и теперь можем эту дату смотреть.

История Анар Сандыгуловой показывает, что технологии в социальной сфере работают только тогда, когда рядом с ними остается человек. Робот может быть ярким, умным, интерактивным. Он может распознавать улыбку, поворачиваться на голос, рассказывать сказку и собирать данные. Но смысл появляется только в связке со специалистом, ребенком и семьей.

В этой системе робот не становится главным героем. Он скорее открывает дверь, которую взрослым иногда трудно открыть самостоятельно. А дальше начинается самая важная работа — человеческая: терпеливая, медленная, ежедневная.

Ранее мы писали об ИИ в бизнесе: перспективы и трудности.