在嚴(yán)格控制的實(shí)驗(yàn)室里，一組數(shù)據(jù)揭示了一個(gè)現(xiàn)實(shí)：面對(duì)機(jī)器人治療師時(shí)，自閉癥兒童的眼神注視時(shí)間比面對(duì)人類治療師時(shí)平均多出數(shù)秒，自發(fā)微笑的頻率接近翻倍。

自社交機(jī)器人被提出用于自閉癥譜系障礙（ASD）治療以來(lái)，相關(guān)研究已超過(guò)20年，但高質(zhì)量臨床證據(jù)一直有限，難以進(jìn)入主流療法。近日，一項(xiàng)發(fā)表在權(quán)威期刊《Science Robotics》名為DREAM（自閉癥譜系障礙兒童機(jī)器人輔助治療開發(fā)）的大型研究提供了迄今最扎實(shí)的臨床證據(jù)。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)兩項(xiàng)精心設(shè)計(jì)的隨機(jī)對(duì)照試驗(yàn)，證明了機(jī)器人輔助療法在提升核心社交技能方面與傳統(tǒng)療法效果相當(dāng)，并更進(jìn)一步的揭示出其在激發(fā)患兒參與度和維持治療興趣方面的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。

▍臨床困境：當(dāng)傳統(tǒng)療法遭遇興趣瓶頸

自閉癥譜系障礙的核心挑戰(zhàn)在于社交互動(dòng)與溝通困難。傳統(tǒng)的行為療法，如應(yīng)用行為分析，雖有效但強(qiáng)度高、重復(fù)性強(qiáng)。對(duì)許多孩子而言，進(jìn)行多次訓(xùn)練后容易感到枯燥，注意力渙散、配合度下降，出現(xiàn)制約療效提升的興趣瓶頸。

機(jī)器人因其行為的高度可預(yù)測(cè)性、無(wú)限的重復(fù)耐心以及科技產(chǎn)品具備的天然吸引力，被視為一個(gè)潛在的理想治療師。然而，過(guò)去二十多年的探索大多停留在小規(guī)模概念驗(yàn)證階段，不僅臨床證據(jù)等級(jí)不足，一個(gè)核心爭(zhēng)議也始終存在：觀察到的兒童參與度提升，究竟源于機(jī)器人獨(dú)特的、可持續(xù)的交互價(jià)值，還是僅僅是一種短暫的新奇效應(yīng)？這也成為從實(shí)驗(yàn)室邁向真實(shí)臨床的關(guān)鍵障礙。

▍研究設(shè)計(jì)：從療效到效果的雙重驗(yàn)證

為了給出嚴(yán)謹(jǐn)答案，研究團(tuán)隊(duì)采用了醫(yī)學(xué)研究中最嚴(yán)格的范式，即分別進(jìn)行療效試驗(yàn)與效果試驗(yàn)。

這絕非簡(jiǎn)單重復(fù)。療效回答的是“這種方法在理想條件下是否有效？”，效果則探究的是“它在混亂的真實(shí)世界中是否依然可行？”。這種雙重驗(yàn)證，是評(píng)估任何新療法能否從實(shí)驗(yàn)室走向診所的最高標(biāo)準(zhǔn)之一。

• 療效試驗(yàn)：在標(biāo)準(zhǔn)診所環(huán)境中的“期末考試”

研究在專業(yè)的診所環(huán)境中進(jìn)行。團(tuán)隊(duì)為此開發(fā)了專用的臨床試驗(yàn)平臺(tái)，一個(gè)配備了多個(gè)攝像頭的傳感器桌，機(jī)器人置于其上。這個(gè)平臺(tái)能精確捕捉孩子的姿態(tài)、動(dòng)作和面部表情，使機(jī)器人能實(shí)現(xiàn)半自主決策。具體來(lái)說(shuō)，就是系統(tǒng)根據(jù)孩子的實(shí)時(shí)反應(yīng)自動(dòng)選擇下一步行動(dòng)，而人類治療師則在旁監(jiān)督，確保一切順利進(jìn)行。

69名（12名為女性）平均年齡4.4歲（2.5-7歲）的自閉癥兒童被隨機(jī)分為兩組。一組接受由上述半自主機(jī)器人引導(dǎo)的治療（RAT），另一組則接受由資深人類治療師執(zhí)行的標(biāo)準(zhǔn)療法（SHT）。為確保公平比較，兩種療法都精準(zhǔn)瞄準(zhǔn)相同的三個(gè)核心技能：模仿能力、共同注意力和輪流發(fā)言，療程結(jié)構(gòu)、時(shí)長(zhǎng)和強(qiáng)度（共12次）也完全匹配。

• 效果試驗(yàn)：在真實(shí)學(xué)校環(huán)境中的“實(shí)戰(zhàn)演練”

為了驗(yàn)證方法能否走出實(shí)驗(yàn)室，第二項(xiàng)試驗(yàn)將場(chǎng)景移至羅馬尼亞克盧日-納波卡市孩子們?nèi)粘W(xué)習(xí)和接受服務(wù)的特殊教育學(xué)校。團(tuán)隊(duì)這次開發(fā)了簡(jiǎn)化版的教育平臺(tái)，移除了笨重的傳感器桌，只通過(guò)一臺(tái)平板電腦來(lái)控制機(jī)器人。這個(gè)平臺(tái)更便攜、更經(jīng)濟(jì)，主要目的是模擬未來(lái)在學(xué)?；蚣彝ブ锌赡艿膽?yīng)用場(chǎng)景。

63名年齡范圍更廣（3-12歲）的自閉癥兒童參與了此項(xiàng)研究，一組在常規(guī)課程外增加機(jī)器人輔助訓(xùn)練，另一組僅接受常規(guī)治療。這次干預(yù)劑量更輕，總共只有5次課程，旨在檢測(cè)機(jī)器人實(shí)際融入日常教育時(shí)的可行性。

▍核心發(fā)現(xiàn)：機(jī)器人不只是玩具

兩項(xiàng)試驗(yàn)的結(jié)果相互印證，給出了多層次的重要結(jié)論。

• 技能：功力相當(dāng)，達(dá)到主要目標(biāo)

在最重要的核心社交技能（模仿能力、共同注意力和輪流發(fā)言）提升上，機(jī)器人輔助療法與傳統(tǒng)人類療法取得了統(tǒng)計(jì)學(xué)上等效的效果。這意味著，就教學(xué)這些基礎(chǔ)能力而言，機(jī)器人可以達(dá)到合格治療師的水平。

使用臨床試驗(yàn)平臺(tái)評(píng)估RAT的療效——臨床結(jié)果（ADOS和SCQ）

• 參與度：機(jī)器人更具魅力

這是機(jī)器人展現(xiàn)獨(dú)特優(yōu)勢(shì)的領(lǐng)域。數(shù)據(jù)清晰地顯示，在與機(jī)器人互動(dòng)時(shí)，孩子們表現(xiàn)出更多的眼神交流與更頻繁的積極情緒。例如，在模仿任務(wù)中，機(jī)器人組平均眼神交流次數(shù)為8.01，顯著高于人類組的5.54。同樣是模仿任務(wù)，機(jī)器人組兒童微笑次數(shù)平均達(dá)7.72，而人類組為3.80。

這種更高的參與度，直接回應(yīng)了傳統(tǒng)療法中孩子容易因重復(fù)訓(xùn)練而失去興趣的痛點(diǎn)。研究表明，機(jī)器人能更好地維持孩子的注意力與互動(dòng)動(dòng)機(jī)。

使用臨床試驗(yàn)平臺(tái)評(píng)估RAT的療效——主要結(jié)果（社交技能、臨床結(jié)果、滿意度和感知有效性）和次要結(jié)果（眼神交流和微笑，即參與度）

• 現(xiàn)實(shí)可行性：簡(jiǎn)裝版依然有效，潛力可觀

效果試驗(yàn)帶來(lái)了鼓舞人心的發(fā)現(xiàn)。即便使用簡(jiǎn)化便攜的平臺(tái)，且僅增加5次課程，機(jī)器人組在模仿技能上的提升，仍顯著優(yōu)于僅接受常規(guī)治療的對(duì)照組。這證明了機(jī)器人療法并非實(shí)驗(yàn)室盆景，其簡(jiǎn)化版本在真實(shí)教育場(chǎng)景中同樣能產(chǎn)生積極影響，為其作為一種可推廣的補(bǔ)充工具提供了關(guān)鍵證據(jù)。

RAT使用教育平臺(tái)的有效性——在模仿、共同注意、輪流和情緒識(shí)別方面的表現(xiàn)

使用教育平臺(tái)的RAT的有效性——家長(zhǎng)和教師評(píng)估的社交互動(dòng)表現(xiàn)

▍深遠(yuǎn)意義：不止于證明機(jī)器人的有用

這項(xiàng)研究的意義，遠(yuǎn)不止于為機(jī)器人正名。

首先，它提供了一套標(biāo)準(zhǔn)化、可復(fù)現(xiàn)的機(jī)器人輔助干預(yù)協(xié)議，改變了該領(lǐng)域過(guò)去零散探索的局面。研究中使用的軟件平臺(tái)也已開源，可供全球同行使用和優(yōu)化。

其次，機(jī)器人帶來(lái)的高參與度，為解決傳統(tǒng)療法中的動(dòng)機(jī)消退難題提供了新思路。它能將枯燥的重復(fù)練習(xí)轉(zhuǎn)化為更吸引孩子的互動(dòng)游戲。

更重要的是，機(jī)器人的特性為未來(lái)極致個(gè)性化的干預(yù)鋪平了道路。它可以不知疲倦地執(zhí)行完全一致的互動(dòng)，并精確記錄孩子每一次的微反應(yīng)，這些數(shù)據(jù)可以幫助治療師更精細(xì)地調(diào)整方案。

當(dāng)然，研究也指出了當(dāng)前局限。比如，干預(yù)周期仍較短；在提升技能向日常生活的泛化方面，仍需更多證據(jù)；如何為千差萬(wàn)別的自閉癥兒童定制最適合的機(jī)器人交互？

團(tuán)隊(duì)展望，未來(lái)將探索融合更豐富的傳感器，使機(jī)器人能實(shí)時(shí)感知孩子的情緒狀態(tài)；結(jié)合人工智能，讓交互變得更加動(dòng)態(tài)和個(gè)性化；開發(fā)成本更低廉的系統(tǒng)，讓這項(xiàng)技術(shù)能惠及全球更多家庭。

論文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/scirobotics.adl2266