אוניברסיטה חדשה במחקר המוביל באפלו מתארת כיצד ניתוח כתב יד המופעל על אינטליגנציה מלאכותית עשוי לשמש כלי גילוי מוקדם לדיסלקסיה ודיסגרפיה בקרב ילדים קטנים.
העבודה, שהוצגה בכתב העת SN מדעי המחשבשואף להגדיל את כלי ההקרנה הנוכחיים היעילים אך יכולים להיות יקרים, גוזלים זמן ולהתמקד במצב אחד בלבד בכל פעם.
זה יכול בסופו של דבר להיות משחה למחסור בפריסתיות ארציות של פתולוגים בשפה הדיבור ומרפאים בעיסוק, שכל אחד מהם ממלא תפקיד מפתח באבחון דיסלקסיה ודיסגרפיה.
תפיסת הפרעות עצביות אלה בשלב מוקדם חשובה באופן קריטי כדי להבטיח שילדים יקבלו את העזרה שהם צריכים לפני שהיא משפיעה לרעה על הלמידה שלהם ועל התפתחותם הסוציו-רגשית. המטרה הסופית שלנו היא לייעל ולשפר את הסינון המוקדם לדיסלקסיה ודיסגרפיה, ולהפוך את הכלים הללו לזמינים יותר, במיוחד באזורים תחתונים. "
Venu Govindaraju, PhD, המחבר המקביל של המחקר, פרופסור מכובד SUNY, המחלקה למדעי המחשב והנדסה ב- UB
העבודה היא חלק מהמכון הלאומי AI לחינוך יוצא דופן, שהוא ארגון מחקרי בהובלת UB המפתח מערכות AI המזהות ומסייעות לילדים צעירים עם הפרעות בדיבור ושפה.
בונה על עבודת הכרת כתב יד קודמת
לפני עשרות שנים, Govindaraju ועמיתיו עשו עבודה פורצי דרך תוך שימוש בלמידת מכונות, עיבוד שפות טבעיות וצורות אחרות של AI לניתוח כתב יד, קידום שירות הדואר האמריקני וארגונים אחרים עדיין משתמשים בו כדי להפוך את מיון הדואר.
המחקר החדש מציע מסגרת ומתודולוגיות דומות לזהות בעיות כתיב, היווצרות אותיות לקויות, כתיבת בעיות בארגון ומדדים אחרים לדיסלקסיה ודיסגרפיה.
זה נועד לבנות על מחקר קודם, שהתמקד יותר בשימוש ב- AI כדי לאתר דיסגרפיה (כך פחות משני התנאים) מכיוון שהוא גורם להבדלים גופניים שניתן לראות בקלות בכתב ידו של הילד. דיסלקסיה קשה יותר לאתר בדרך זו מכיוון שהיא מתמקדת יותר בקריאה ובדיבור, אם כי התנהגויות מסוימות כמו איות מציעות רמזים.
המחקר מציין גם כי יש מחסור בדוגמאות כתב יד מילדים להכשרת מודלים של AI.
איסוף דוגמאות מתלמידי K-5
כדי להתמודד עם אתגרים אלה, צוות מדעני מחשבים של UB בראשות גובינדרג'ו אסף תובנות ממורים, פתולוגים בשפה הדיבור ומרפאים בעיסוק כדי להבטיח את דגמי ה- AI שהם מפתחים הם בר-קיימא בכיתה ובמסגרות אחרות.
"חשוב באופן קריטי לבחון סוגיות אלה, ולבנות כלים משופרים AI, מבחינת משתמשי הקצה", אומר מחבר המחקר סהאנה רנגסריניוואסאן, סטודנט לתואר שלישי במחלקה למדעי המחשב והנדסה של UB.
הצוות גם הצטרף לשותפות עם מחבר המשותף למחקר אבי אולשבסקי, דוקטורט, פרופסור חבר במחקרי אוריינות באוניברסיטת נבדה, רנו, שפותח יחד את הדיסגרפיה והדיסלקציה של דיסלקסיה רשימה (DDBIC) כדי לזהות תסמינים חופפים בין דיסלקסיה לבין דיסגרפיה.
הצוות אסף דגימות נייר וטאבלט כתיבת דגימות מהגן ועד תלמידי כיתה ה 'בבית ספר יסודי ברנו. חלק זה של המחקר אושר על ידי מועצת אתיקה, והנתונים היו אנונימיים כדי להגן על פרטיות התלמידים.
הם ישתמשו בנתונים אלה כדי לאמת עוד יותר את הכלי DDBIC, המתמקד ב 17 רמזים התנהגותיים המתרחשים לפני, במהלך ואחרי הכתיבה; לאמן דגמי AI כדי להשלים את תהליך ההקרנה של DDBIC; ולהשוות עד כמה יעילים הדגמים משווים לאנשים המנהלים את הבדיקה.
העבודה מדגישה את AI לטובת הציבור
המחקר מתאר כיצד ניתן להשתמש במודלים של הצוות:
- לזהות קשיים מוטוריים על ידי ניתוח מהירות כתיבה, לחץ ותנועות עט.
- בחן היבטים חזותיים של כתב יד, כולל גודל אותיות ומרווח.
- להמיר כתב יד לטקסט, להבחין באיות שגוי, היפוך מכתבים ושגיאות אחרות.
- זהה סוגיות קוגניטיביות עמוקות יותר המבוססות על דקדוק, אוצר מילים וגורמים אחרים.
לבסוף הוא דן בכלי המשלב את כל המודלים הללו, מסכם את ממצאיו ומספק הערכה מקיפה.
"עבודה זו, המתמשכת, מראה כיצד ניתן להשתמש ב- AI לטובת הציבור, ומספקת כלים ושירותים לאנשים הזקוקים לה ביותר", אומר מחבר המחקר סומי שורש, דוקטורט, חוקר אורח ב- UB.
מחברים משותפים נוספים כוללים את בהרט ג'יארמן, דוקטורט, מנהל מכון אמריטה למחקר מתקדם ופרופסור אמריטוס במחלקת UB למדעי המחשב והנדסה; ו- Srirangaraj Setlur, מדען המחקר הראשי במרכז UB לביומטריה וחיישנים אחידים.
