2023年4月15日，由CCF YOCSEF南京举办的“人工智能能否成为帮助孤独症患者走出阴霾的‘好朋友’？”技术论坛在东南大学榴园宾馆成功召开。CCF YOCSEF南京候任AC副主席吴天星（东南大学）和CCF YOCSEF南京AC主席吉旭（北京掌引科技有限公司）担任执行主席。CCF YOCSEF南京AC委员沈杰（数据堂）和CCF YOCSEF南京候任AC委员朱光辉（南京大学）担任在线执行主席。CCF YOCSEF南京AC委员张嘉超（南京工程学院）和CCF YOCSEF南京候任AC委员徐翔宇（东南大学）担任执行秘书。
本次论坛邀请到多位来自高校、医院、科技企业的专家学者，共同探讨人工智能赋能孤独症诊疗的相关问题与挑战。其中，南京理工大学计算科学与工程学院/人工智能学院教授陈强，南京脑科医院副主任医师方慧，昆山杜克大学计算与设计专业助理教授佟馨担任引导嘉宾。东南大学生物科学与医学工程学院副教授宗源，东南大学计算机科学与工程学院副教授丁玎、孔佑勇，江苏亚寰软件股份有限公司创始人陈亚担任思辨嘉宾。论坛吸引了社会各界人士40余人参与线下讨论。
本次论坛分为引导发言和技术思辨两个环节。论坛首先由吴天星对与会嘉宾和论坛参与者表示了热烈欢迎，并由吴天星阐述了人工智能赋能孤独症诊疗论坛的背景，拉开了本次活动的序幕。
引导发言环节
在引导发言环节，方慧首先做了题为“孤独症谱系障碍的识别、评估和管理”的引导发言。她从孤独症谱系障碍的概念、识别、评估、管理四个方面进行详细介绍。在概念上明确孤独症谱系障碍（Autism Spectrum Disorder，ASD）是一组神经发育障碍性疾病，以社会交往障碍和交流障碍，兴趣狭窄、行为方式刻板和感知觉异常为主要临床特征。在识别方面总结孤独症患者在儿童早期、学龄前期、学龄期、青春期四个时期的口语、对他人的回应、与他人互动、眼神交流、指向及其他手势、想法和想象力、异常或受局限的兴趣、僵化和重复的行为等典型特征。在评估方面需整体考虑危险因素、保护性因素、共病情况、核心症状严重程度、认知功能和社会适应水平、起病形式、是否共患智力发育障碍、功能性语言损害程度等。在管理方面介绍了三种途径，分别是教育以及行为途径的干预训练（主流认可的是应用行为分析与结构化教学）、药物治疗（通常针对孤独症的伴发症与共患病）、家庭指导和支持（心里支持、知识普及、教育指导）。 然后，陈强做了题为“ASD脑眼联合分析”的引导发言。他首先介绍眼睛作为中枢神经系统的延伸，眼与脑结构相连，生理上密切相关、病理上相互影响，因此方便无创的眼科检查可能成为ASD早期诊断的工具。从目前的研究出发，已经发现孤独症儿童具有非典型的瞳孔光反射现象（PLR），包括瞳孔收缩速度减慢、PLR潜伏期延长、瞳孔收缩幅度降低等。接着详细分析了基于人工智能的视网膜量化体系对ASD儿童的OCT/OCTA图像的统计分析研究，通过ASD组与典型发育组的比较，在视网膜椭圆体带厚度与动静脉血流密度发现显著差异。最后讲述了面向孤独症患者的脑功能异常定位的脑网络分类方法研究进展，其中基于提取的时间序列数据构建脑网络，节点表示脑区，边表示脑区之间交互关系的强弱，并从构建的脑网络中提取特征，从而训练分类器，识别某个被试是否为孤独症患者。研究发现共同的异常模式主要分布在顶叶区域和枕叶区域，这两个区域的异常，表明自闭症群体可能普遍存在语言障碍以及视觉功能异常等情形。 最后，佟馨做了题为“读懂来自星星的‘TA’：辅助家长了解干预孤独症儿童行为的AI虚拟助手”的引导发言。其中，主要介绍了目前正在研发的一款用于孤独症儿童家长培训的人工智能系统Glitter。该工作的背景是孤独症儿童的康复干预就时间划分上而言大部分属于家庭干预，但在家庭干预过程中父母作为主要的照顾者缺乏足够的支持，因此设计Glitter人工智能对话系统，帮助孤独症儿童的父母在家自主学习和训练，并保持持续和系统的学习。首先通过调查问卷的方式收集家长与从业者的需求，然后应用BABC原理（B:Background,A:Antecedent,B:Behavior,C:Consequence）帮助家长判断孩子问题行为的诱因和环境条件以及他们自己的反应，并开发自主训练系统帮助家长科学实施居家治疗。此外，Glitter还包含一个智能问答系统，通过智能检索匹配最佳答案从而解答家长疑问。Glitter除了上述功能外，还能够依据家长的语气与情绪状态，以不同的面部表情并搭配恰当的肢体动作，以达到更好的用户体验。最后也表明了该项研究工作会持续招募孤独症谱系障碍儿童的家长和医疗保健专业人员，进行迭代评估测试，进一步改进应用效果。
技术思辨环节
在技术思辨环节，本次论坛围绕以下三个议题分别展开深度讨论。思辨议题一：“孤独”的定义：你了解孤独症吗？如何定义孤独症？
现场孤独症患儿的父亲提出孩子有孤独症，但他不孤独，生活很开心，笑容灿烂，只是看着他和别人不一起玩，感觉孤独。其实他自己不孤独。他可能认知不如其他人，从而产生自卑，导致恶性循环。但其实他自己是很开心的。目前医疗上是无法根治的。
南京脑科医院方慧认为疾病只有达到一定程度才会定义为疾病。首先人类群里有不同的谱系，目前也有研究孤独症的谱系和特征。在研究疾病的时候需要针对一个个具体的点进行分析和研究。 昆山杜克大学佟馨提出近年来，以人为本的研究学科倾向于将ASD谱系看成神经多样性而不是神经疾病，不能以某种指标的高低去定义区分孤独症种类。孤独症只是一个不一样的群体，应该去包容ASD谱系并去掉这个名称给孤独症人群带来的耻辱感。 思辨嘉宾东南大学丁玎赞成之前嘉宾的理念，不能称呼孤独症是一个患者，但是给这个孤独症群体贴一些良性的标签，未必是完全负面的，有可能带来正面的影响，能够推动政府、社会以及医疗机构的关注，并提供一些支撑和帮助。另外，在ASD定义方面，也应该尽量从不同的视角定义。 思辨嘉宾江苏亚寰软件股份有限公司陈亚表达2018年做过江苏省美术馆的画展，主要是普通儿童和孤独症儿童之间画的交换。要允许多样性，因为目前大部分人都在用社会普世价值观来定义孤独症。针对疾病需要有指标，但同时指标存在不同，有时自身的感受大于社会认知。 南京工程学院张嘉超认为关于谱系孤独症，人类划分应该是普通、部分孤独症特征、明确孤独症表现的。定义应该是随着发展而变化的。 昆山杜克大学佟馨提到早年针对残障的医疗模型认为障碍应该被治愈、补全；然而，关注残障群体的社会运动指出医疗模型的局限性，并从医疗模型过渡到社会模型—即现实、态度、沟通、和社会环境对特定人群(如孤独症)所提供的可使用的资源的不足导致了障碍的存在。 思辨嘉宾东南大学孔佑勇指出学术界也在关注疾病机制的发现和治疗，疾病机制的发现是一个重要的研究学科，包括利用影像分析去发现孤独症。利用AI解决疾病机制的发现、治疗是非常重要的。思辨议题二：“孤独”的判定：针对孤独症儿童与普通儿童在外在行为与生理信号的指标差异，什么人工智能技术是解决孤独症诊断的合理路径？如何克服人工智能技术辅助孤独症诊断中的病理未知问题与医学伦理问题？ 思辨嘉宾东南大学宗源指出孤独症与其他精神疾病是有一定区别的，不仅仅需要关注它的诊断，更应关注它的早期筛查，计算机和电子工程领域许多研究人员并不清楚两者的区别。孤独症的早期筛查十分重要，面向的是广泛的婴幼儿群体，重点关注2岁以前的婴幼儿，旨在评估婴幼儿的孤独症患病风险，提示高风险婴幼儿尽早就医进行全面的诊断，实现孤独症的”早发现、早诊断、早干预“。而现有的早期筛查方法通常为量表，并结合专业医师与父母访谈以及与婴幼儿的互动，专业门槛较高且耗时耗力，十分不利于面向婴幼儿群体开展大规模的筛查。因此，对于人工智能技术用于孤独症早期筛查，不太支持使用生理信号，因为生理信号的采集依赖于昂贵复杂的医疗设备，且婴幼儿十分抗拒、配合度不高。支持采用基于视觉和语音的AI方法，尤其是视觉的方法。同时，由于当前已知的与孤独症关联的婴幼儿行为线索较少，AI技术在孤独症早期筛查的应用研究方面面临的首要挑战是如何发掘与ASD患病风险强相关的、个体间差异较小、与生长发育无关的婴幼儿行为指标。因此，AI领域研究人员需要和儿童精神科医生加强合作，共同探索挖掘出这些指标，进而利用AI辅助孤独症的早期筛查。另外一方面，AI技术用于孤独症早期筛查，对于AI技术本身也提出了诸多挑战，例如婴幼儿不配合数据采集、肢体动作幅度很大，造成视频的抖动、模糊，这方面的AI视觉分析技术也亟需突破。 阿里巴巴杨瀚涛提出在电影海洋星球中通过游玩海洋世界治疗孤独症患者。因此，可以探索利用VR技术，虚拟设备快速获取孩子的行为，利用AI分析在不同的投射场景下做出的行为。虚拟场景也可以个性化，根据不同的孩子设置不同的场景。基于诊疗历史和记录，发掘一类孩子的行为特征，进而辅助治疗。 现场孤独症患儿的父亲认为早期筛查可用的行为方式是视频和语言，是比较可行的。基于脑眼联合分析，在实践上，具有不可操作性而且设备较为昂贵。另外，陈强老师基于脑眼联合分析的研究对象是7-13的孩子，孩子的眼睛结构是不断发育的，在发育过程中，因为遗传因素、生长环境和用眼习惯问题，从而给分析带来困难和挑战。另外，ASD的关键问题是纠正异常行为，从而得到该有的支持和教育。 东南大学丁玎表示某种程度上早筛也可以被认为是干预的一种方式，目前因为ASD定义尚不明确，很多家长并不愿意接受孩子被诊断为孤独症这样的结果。但随着诊断结果的更精确，标识物的更准确，以后应该会更易于接受。同时虚拟现实技术目前确实在操作中需要使用多种设备，需要使用对象很好的配合，可能难以用于诊断。 东南大学徐翔宇指出从技术角度考虑数据和模型问题，数据方面，对于早筛而言，可以考虑采集视觉数据。在模型方面，孤独症的症状是不断发展的，可以根据年龄比较大的患者，利用AI时序逆向推理，辅助早期筛查。 南京工业职业技术大学陈轶认为大家一直说怎么发现，但这就好像是强者对弱者的审查，但其实也可以去发现他们的优点。孤独症患者有些超出常人的特点。其实孤独症的表现也不用刻意隐藏，因为他们也有自己的特长。 南京脑科医院方慧指出早期识别属于风险预测，要考虑诊断的稳定性，早期筛查是为了尽可能早地干预。早期运动的异常、运行的协调性以及感知觉的异常等生理指标也可以作为筛查数据的来源。 南京工程学院张嘉超认为对于AI来说，数据很难获取，3岁之前更倾向于家庭干预。是否可以在家庭活动中拍摄视频，这样来进行早筛。目前家庭中是否可以使用一些便携设备，如果是专业机构可以使用大设备、大模型。 东南大学丁玎提出在伦理方向上有过很多考虑，但没有落实，确实和伦理相关。如果需要考虑多场景，不同的事件，需要采集图像需要考虑各种特定因素。同时在诊断中，现在的一些方案落实也比较难并且价格较高，比如VR设备国外要求年龄限制。 南京理工大学陈强指出从技术角度，ASD辅助诊断可以利用文本、视频、语音和基因等数据，克服数据量不足，并从多模态的角度考虑。但同时收集多模态数据，也是具有挑战的，存在隐私问题和数据共享问题。利用生成式AI生成大量的接近真实的图像，可以解决小样本问题。另外，可以引入知识图谱辅助AI生成数据 东南大学宗源认为伦理问题非常重要，CS和EE背景的研究人员向医院和生物领域学习，重视伦理和隐私。由于伦理和隐私问题，导致ASD数据难以收集，同时呼吁医学领域公开数据。 昆山杜克大学佟馨认为这个话题本身也是AI本身的相关类似问题。需要信任、解释、公平、公开、透明等，需要大家互相的理解，需要确认数据是否平等。思辨议题三：“孤独”的摆脱：孤独症康复干预的核心始终是一线康复师，那么面对复杂的康复干预，人工智能技术能够扮演何种角色？虚拟现实场景下的智能Agent能否替代一线康复师完成个性化干预？ 南京大学孔梓萱提出已有行为干预APP, 从谱系小孩出发，通过闯关式的任务完成干预和诊断。另外，通过行为干预APP学习到的经验转移到日常生活中也存在一定挑战。干预APP以及对应的干预指南，不限于家庭场景，也可以考虑校园场景 昆山杜克大学佟馨提出其课题组目前集中在家长身上，为了赋能家长开发的人工智能虚拟人和训练系统主要是因为家长的知识水平和育儿方式会对孤独症孩子行为的培养产生巨大的影响，但是往往家长的资源有限、孩子诊断早期处于迷茫状态，并且承受着巨大的心理压力。同时，佟馨也指出很多针对孩子本身的如游戏、机器人等电子化干预手段面临着场景迁移适应的挑战，即使孤独症孩子在干预中能力提高，其现实生活场景下能力的变化却面临着不确定性。 南京脑科医院方慧提出大家知道ASD交流有困难，那么和机器人交流会好吗？有很多ASD的孩子，甚至普通青少年都会沉浸于虚拟中不出来。因此认为在AR等计算机的方式提供一些技能的方式更好。有些孩子的能力很不错，可以通过辅助培训，提高他的生活。 东南大学丁玎认为目前AI和人机交互的方式只能实现辅助诊断和干预，无法实现对康复师的替代。AI辅助诊断和干预都需要考虑伦理、隐私等问题，家长对于ASD群体很重要，是协助展开ASD干预的重要环节，因为确实可以考虑首先尝试利用AI对家长进行培训，帮助其更了解ASD，掌握一些ASD的干预或者辅助治疗的手段与技术。国外有临床研究发现，相比起人，ASD患者更愿意和机器人进行互动，因此在虚拟现实环境下让ASD患者与虚拟类人机器人交流互动，可能也会有一定的干预效果。 南京大学孔梓萱认为孤独症患者社交需求很强，但是无法识别别人的微表情，导致交流困难，可以通过建立ASD谱系的社群，通过在社群的交流，学习相关知识，并转化到日常生活中。 南京工程学院张嘉超提出大家对孤独症孩子的期望是越来越接近于普通人，能够进行正常的生活和人际交流，这需要帮助他们提升语言沟通能力和社交能力。谱系孤独症儿童具有较强的个体差异性，人工智能在一线治疗师和家长的参与下可以发挥作用。一个方面AI可以提供检测，另一个方面可以提供辅助治疗。 江苏亚寰软件股份有限公司陈亚提出研究AI和自闭症儿童的真正目的是让ASD谱系的孩子能够在社会上正常生存。对自闭症的诊断，家长是第一层圈子，同学、老师、康复师是第二轮圈子，对通过AI技术，赋能不同圈子人员的干预和诊断。自闭症的机理不明确，除了实验室的研究外，要通过AI技术，例如VR和AR获取更多的数据，辅助AI诊断。另外，要对自闭症儿童，通过AI技术分层分级。另外，自闭症的诊断要实现无感融入到生活中，另外也要融入到社会模态中，形成产业链和商业环境。 东南大学丁玎认为人工智能诊断也离不开治疗师等一线人员，需要人和机器亲密合作，提升AI治疗水平。 东南大学孔佑勇举例人脸识别，随着时间的发展很快就降低了难度，也包括现在GPT也是一样。目前AI辅助孤独症康复干预在医学上确实难度较大，但是未来还是会有实际应用与成功的可能性。 南京工程学院张嘉超认为人工智能的诊断离不开治疗师和家长的参与，虚拟现实的agent无法替代一线康复师，特教课大都是一对一的。 最后，由本次论坛的执行主席吴天星和吉旭对进行了总结： 1）孤独症本身是一种神经发育障碍，不是心理问题，目前病因尚不明确，在精神类疾病中具备可抢救性。从人文关怀的角度还是要多去包容孤独症患者，但从疾病的角度还是要群策群力，从指标等角度去攻克机理难题。 2）人工智能技术辅助诊断路径需要兼容包并，医学影像、深度学习、知识图谱等技术需要在一线的真实数据下应用，需要联合医院、患者等不同资源解决小样本、隐私、伦理等问题。年幼儿童孤独症的诊断，相关视音频行为数据较易采集，可以利用面向视音频行为数据的AI技术辅助ASD诊断，另外也不能忽视生理信号指标与生物标志物发现的相关研究，计算机和医学人员应该一道协作，提升ASD早期筛查的水平。 3）面对复杂的康复干预，人工智能技术能够就当前患者的数据特征推荐合适的个性化干预方案，目前尚不能替代一线康复师，虚拟现实场景下的智能Agent替代能够减轻康复师和家长的压力，降低干预成本。 此次论坛历时四个小时，针对人工智能赋能孤独症诊疗进行了深入思辨，并成立CCF YOCSEF南京公益小组，为未来持续开展技术赋能社会公益活动拉开序幕，最终论坛在热烈的讨论氛围中圆满结束。 特别鸣谢本次论坛的支持单位:东南大学计算机科学与工程学院、软件学院、人工智能学院。
2011年3月27日，中国计算机学会青年科技论坛（CCF YOCSEF）南京分论坛在南京大学科技馆报告厅举办成立大会。自2011年至今，按照时间顺序，YOCSEF南京AC主席分别是吕建（南京大学）、陶先平（南京大学）、王箭（南京航空航天大学）、许峰（河海大学）、张天（南京大学）、耿新（东南大学）、孙国梓（南京邮电大学）、郭延文（南京大学）、肖亮（南京理工大学）、陈振宇（南京大学）、戴海鹏（南京大学）、夏彬（南京邮电大学），现任AC主席吉旭（北京掌引科技有限公司），候任AC主席刘野（南京农业大学）。欢迎各界热心人士加入CCF YOCSEF南京大家庭！加入联系：吉旭(15151885585，微信同号)合作联系：沈杰(13770337370，微信同号)
京公网安备 11010802032778号