谷歌眼镜的原理是什么(谷歌眼镜功能介绍)

东西方(微信官方账号:zhidxcom) |董文淑

3月27日，有消息称，谷歌眼镜团队为自闭症儿童设计了一套行为治疗系统。这套系统需要配合2017年推出的谷歌眼镜企业版使用，可以帮助自闭症儿童识别他人的表情。这个系统被自闭症儿童命名为Superpower Glass。

报道称，这项技术获得了“突破性疗法”的称号，并获得了美国美国食品药品监督管理局(FDA)的批准。谷歌表示:“我们的目标是将这种增强现实疗法纳入医疗保险”。

据相关人员介绍，这台原型机是由谷歌的斯坦福大学团队和丹尼斯·沃尔公司的子公司Cognoa公司共同研究的。历经6年完善，经临床实验证明有效。研究人员表示，“它的使用增加了儿童的目光接触和社会参与，也提高了他们对情绪的认知”。

一、识别人脸？辨别喜怒？谷歌眼镜咋治疗自闭症？

谷歌超级眼镜行为疗法的原理是鼓励自闭症儿童进行社交互动。为了实现这个目标，研究人员为这个系统设计了三个关键功能。

1.人脸检测功能和情感识别功能

超级眼镜可以连接到父母手机中的一个应用程序。当孩子戴上超级眼镜时，眼镜会将视频数据传输到监护人的手机上。

在手机中的应用采用了最先进的人工智能技术，可以识别父母的面部图像，识别父母的情绪。据说该系统可以识别七种情绪，即快乐、愤怒、惊讶、悲伤、恐惧、厌恶和蔑视。

每次检测到人脸，超级眼镜显示屏的边界就会亮起绿灯，然后显示屏上就会出现与父母情绪相匹配的表情符号或文字。

除了在显示器上读取父母的表情，用户还可以选择使用音频提示。超级眼镜内置骨传导扬声器，可以直接把情绪信息告诉孩子。

2.应用程序中的交互功能

为了鼓励自闭症儿童佩戴超级眼镜，研究人员推出了两款匹配app的小游戏。

游戏“捕捉微笑”引导孩子做出动作，会导致他人的情绪变化。

“猜情绪”的游戏是让别人做出不同的表情，引导孩子说出自己的情绪。

APP还会记录家长和孩子玩游戏的过程，方便家长和孩子日后回顾和讨论。

需要指出的是，超级眼镜不是永久性的假眼。孩子只需要每周在家做几次20分钟的治疗，整个疗程6周。

二、研发过程经6年，研发人员多番打磨

超级眼镜的研发过程历时6年。在这个过程中，研究人员进行了三次实验，攻克了几个技术难题。

1.三个实验

第一次实验在实验室进行。一个自闭症儿童尝试了超级眼镜的最初原型，它为研究人员提供了最早的反馈。通过这种方式，研究人员对模型进行了初步优化。

实验的第二阶段在孩子们的家里进行。研究人员将优化后的模型送到孩子们的家中，给他们几周时间使用。通过与儿童家庭的定期互动，研究人员进一步修改了模型。

第三个实验是随机对照实验。研究人员找了两组自闭症儿童进行测试，结果显示，干预组的自闭症儿童改善明显。

实验家庭的反馈也非常令人鼓舞。孩子的一位家长在给研究人员的电子邮件中写道:“当他与谷歌眼镜交谈时……就像打开了一个开关……谢谢！！！我儿子在看我的脸。”

2.三大技术难题

首先，为了保证设备的轻量化，不可能兼顾电池续航、视频流性能和发热。当研究人员试图运行计算机视觉算法时，视频捕捉的帧率下降，这严重影响了超级眼镜识别情绪和提供反馈的能力。

为了解决这一问题，研究人员通过Wi-Fi将Glass与智能手机配对，使整套设备不仅可以完成视觉处理，还可以传输反馈信息。

其次，Glass传输到手机的视频也有问题。超级眼镜虽然可以拍摄清晰的视频，但是只能在分辨率较低的手机上播放。

为此，研究人员编写了一个算法，让超级眼镜放大每一张人脸图像。

此外，探测失败也是一个大问题。如果一个商业情感识别系统宣称其检测准确率为98%，说明该系统可以检测到大部分人的情感，但有少数人无法识别。以超级眼镜为例，如果父母或者孩子只是那么几个人，那就非常不幸了。

为了解决这个问题，研究团队推出了“中性减法”方案。系统首先记录用户的中性表情，然后将实时表情与中性表情进行对比，再对这个人的表情进行分类，提高识别准确率。研究小组还表示，他们仍在尝试其他方法，并期望找到更好的解决方案。

三、技术仍在发展，未来将支持更多硬件

据统计，自1990年以来，美国被诊断患有自闭症的人数增加了600%。目前，平均每40名儿童中就有一名被确诊。需要医疗干预的儿童数量远远超过医生数量。

虽然目前强化现实疗法还存在一些问题，但如果能完成技术研究，超级眼镜的应用将缓解医疗资源的短缺。

目前，实际结果表明，超级眼镜确实取得了疗效，但研究人员表示，具体的作用机制仍不得而知。因此，相关团队仍在进行深入研究，试图设计更有针对性和个性化的干预措施。

谷歌的合作公司Cognoa正在尝试推广和增强现实疗法。除了谷歌眼镜，研究人员也在试验其他品牌的智能眼镜。

在另一个项目中，Cognoa公司正在开发一种全新的诊断工具，医生可以用它来诊断18个月大的孩子是否患有自闭症。如果开发成功，这种诊断工具可以使儿童在大脑发育的关键时期开始治疗。

总之，谷歌眼镜研究团队及其合作伙伴正在积极寻求更多的治疗方案，希望为包括自闭症在内的更多儿童问题找到解决方案。

文章:IEEE频谱

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