Robot v ambulancii? Z reči pacienta má zistiť Alzheimera, vedci testujú jeho zavedenie do praxe

Vedci Slovenskej akadémie vied naučili zakúpeného robota rozumieť slovenčine a v nej aj komunikovať. Celosvetovo žije s demenciou viac ako 55 miliónov ľudí, pričom ročne pribudne približne 10 miliónov nových prípadov. Každé tri sekundy je tak diagnostikovaný nový pacient s týmto ochorením. 

Keďže populácia starne, očakáva sa, že v roku 2030 bude mať demenciu vyše 75 miliónov pacientov. Najčastejším typom ochorenia je Alzheimerova choroba, ktorá tvorí viac ako 60 % prípadov demencie. Odhaliť prvé príznaky a zachytiť ochorenie v skorých štádiách môže pomôcť umelá inteligencia. Vedci Ústavu informatiky Slovenskej akadémie vied (SAV) pracujú na experimentálnom testovaní využitia sociálneho robota pri diagnostike Alzheimerovej choroby a overovaní jeho použiteľnosti v praxi. „V rámci projektu základného výskumu ALOIS skúmame, akým spôsobom sa pri diagnostike dá využiť sociálna robotika, kde by pacient mohol priamo interagovať s robotom, ktorého sme naučili rozumieť aj rozprávať po slovensky,“ uviedol Mgr. Róbert Sabo, PhD. 

Rozhovor s robotom

Komunikácia medzi sociálnym robotom a pacientom prebieha s pomocou počítača a umelej inteligencie. Pacient sa rozpráva s robotom prostredníctvom mikrofónu. Ten je zapojený do počítača, v ktorom je spustený rozpoznávač reči. Reč je tak prevedená do textu, ktorý je analyzovaný v dialógovom manažéri. Následne sa vygeneruje odpoveď a prevedie sa na reč. Reč je vzápätí prehraná pacientovi robotom, ktorý je rovnako pripojený k počítaču. Sociálny robot má tvoriť ilúziu rozhovoru pacienta s človekom a zároveň uľahčovať komunikáciu, keďže pacient nemusí pracovať s dotykovými obrazovkami či inými zariadeniami a na nič klikať, čo je pozitívum najmä pre starších pacientov. 

Prirodzenejšiu konverzáciu má zabezpečiť napríklad aj to, že robot bude schopný preberať iniciatívu v rozhovore, a teda nebude čakať, kým je človek ticho, ale bude vedieť aj podľa intonácie rozpoznať, či hovoriaci skončil alebo chce ešte niečo povedať, vďaka čomu bude robot rýchlejšie reagovať. Pomôcť má aj zavedenie možnosti prerušenia hovoriaceho a implementácia emócií do reči robota. Rozhovor so sociálnym robotom si vyskúšalo vyše 200 ľudí, od ktorých vedci získali spätnú väzbu vo forme vyplnených dotazníkov. Viac ako 90 % opýtaných uviedlo, že komunikácia s robotom bola pre nich príjemná, prirodzená a vedia si predstaviť použitie sociálneho robota v praxi. Podľa prieskumu vnímajú komunikáciu s robotom pozitívne aj ľudia vo veku 51 až 80 rokov, pričom väčšina respondentov v danej vekovej kategórii považuje robota za vhodného na testovanie kognitívnych schopností. 

Väčšia presnosť, menej trémy

Využitie sociálneho robota a umelej inteligencie v diagnostike prináša viacero výhod, ako napríklad presné meranie a vyhodnocovanie reakčného času pacienta či detailná analýza intonácie a plynulosti reči, a to v reálnom čase. Umelá inteligencia tak dokáže odsledovať dĺžku prestávok či množstvo zaváhaní, ktoré mal pacient, ako aj jeho slovnú variabilitu, teda využívanie plnovýznamových slov a slovných barličiek. „Keď má pacient pomenovať obrázok, na ktorom je nakreslená napríklad ruža, lekár vyhodnocuje, či bol obrázok správne pomenovaný, či pacient povedal slovo ruža alebo si nevedel spomenúť na konkrétne pomenovanie. V prípade, že pacientovi trvá dlhšie, kým si vybaví konkrétne slovo, lekár môže zapísať, či pacient hľadal v pamäti slovíčko dve sekundy alebo päť sekúnd a podobne. Počítačové spracovanie reči vie pacientovu reakciu zmerať s presnosťou na milisekundy a nielen to. Vie vyhodnotiť akustické parametre reči, prozódiu a mikroprozódiu a na základe predtrénovaných modelov vyhodnotiť, či sa takáto reč podobá na pacienta s Alzheimerovou chorobou alebo nie," vysvetlil Mgr. Sabo. Dodal, že výhodou využitia sociálneho robota je aj možnosť odbremenenia lekára od práce. „Na základe konkrétnych rozhovorov sa ukazuje, že ľudia sú pri komunikácii s robotom ochotní viac sa otvoriť a nemajú trému tak, ako keď robia test s človekom," podotkol Mgr. Sabo. 

Spolupracujú s lekármi

Projekt ALOIS vznikol z iniciatívy lekárov, ktorí sa na ňom aj podieľajú. Odborníci z oblasti psychológie, neurológie a logopédie zbierajú nahrávky riešenia úloh s pacientami a stanovujú diagnózu na základe štandardizovaných testov. Tieto nahrávky následne vedci Ústavu informatiky SAV spracovávajú a trénujú na nich jednotlivé modely. Projekt, ktorý je financovaný Agentúrou na podporu výskumu a vývoja, má dva základné ciele. Prvým je zistiť úspešnosť diagnostiky Alzheimera zo získaných nahrávok. Druhým je overiť možnosti použitia robota, ktorý by takéto úlohy administroval. „To znamená, že by úlohy namiesto lekára zadával úlohy sociálny robot a výsledky testov a ich prvé vyhodnotenie by pripravil pre lekára autonómne," doplnil Mgr. Sabo. Vedci aktuálne pracujú na kompletizovaní rečových databáz a trénovaní modelov. „V rámci projektu sa nahráva rečová databáza. Zbierajú sa nahrávky od ľudí, ktorí riešia úlohy na testovanie kognitívnych schopností. Tieto úlohy boli špeciálne navrhnuté psychológmi. Bežne podobné úlohy lekári administrujú v praxi v papierovej podobe. Na účely nášho projektu sme úlohy previedli do elektronickej formy - na tablet a výber z úloh administruje tiež robot," informoval Mgr. Sabo. Podľa vedcov je v súčasnosti najväčšou prekážkou zavedenia do praxe vysoká obstarávacia cena samotného robota. „Pracujeme však aj na verziách, ktoré by vedeli bežať napríklad na monitore a ich zaobstaranie by bolo výrazne lacnejšie," uviedol Mgr. Sabo. Vedci SAV spolupracovali aj na vytvorení mobilnej aplikácie EWA, ktorá slúži na skríning Alzheimerovej a Parkinsonovej choroby a tiež miernej kognotívnej choroby. Aplikácia ponúka možnosť otestovať sa v pohodlí domova, pričom úlohy sú podobné tým, ktoré dostávajú pacienti v ambulanciách. Nejde o náhradu odborného vyšetrenia lekárom, no v prípade horších výsledkov môže byť podnetom na jeho návštevu.

Zdroj: SITA (Hnonline.sk)