1

در یک مطالعه جدید، کارشناسان از هوش مصنوعی (AI) برای بررسی دنیای یادگیری کودکان استفاده کرده‌اند. محققان به طور خاص روی زمانی که نوزادان از حرکات تصادفی به سمت کاوش هدفمند حرکت می‌کنند، تمرکز داشتند.

وقتی نوزادان پاهای کوچک خود را در هوا تکان می‌دهند، ممکن است به نظر برسد که حرکات تصادفی انجام می‌دهند. اما اگر بگوییم که پشت این حرکات یک علم نهفته است، چطور؟

حرکات اولیه ممکن است آشفته به نظر برسند، اما باور کنید یا نه، این حرکات به ظاهر بی‌نظم، الگوهایی از تعامل با جهان اطراف را آشکار می‌کنند.

با این حال، درک چگونگی تعامل هدفمند نوزادان با محیط اطرافشان هنوز کمی مبهم است.

نوزادان حرکات پای خود را کنترل می‌کنند

اینجا وارد آزمایش “بیبی موبایل” می‌شویم. این چیست؟ تصور کنید یک موبایل رنگارنگ به آرامی به پای یک نوزاد متصل شده است.

همانطور که قهرمان کوچک ما لگد می‌زند، موبایل حرکت می‌کند – یک سناریوی علت و معلولی که برای محققان جذاب است. این آزمایش، که از دهه شصت میلادی استفاده می‌شود، به محققان کمک می‌کند تا بفهمند نوزادان چقدر روی حرکات خود کنترل دارند و چگونه می‌خواهند بر محیط خود تأثیر بگذارند.

رمزگشایی از حرکات نوزادان با هوش مصنوعی

حالا، اگر کمی هوش مصنوعی به این ترکیب اضافه کنیم چه می‌شود؟ در دانشگاه فلوریدا آتلانتیک، تیمی از محققان تحقیقاتی را آغاز کردند تا ببینند آیا ابزارهای هوش مصنوعی می‌توانند الگوهای پیچیده حرکات نوزادان را رمزگشایی کنند یا خیر.

آن‌ها از دستگاهی به نام “سیستم ثبت حرکت سه‌بعدی ویکون” استفاده کردند تا حرکات نوزادان را تجزیه و تحلیل کنند، به خصوص واکنش‌های آن‌ها هنگامی که موبایل حرکت می‌کرد.

حرکات نوزادان در مراحل مختلف

نتایج؟ موفقیت چشمگیر! این مطالعه که در مجله “Scientific Reports” منتشر شد، تأیید می‌کند که هوش مصنوعی پتانسیل کمک به ما برای درک رشد اولیه نوزادان و تعامل آن‌ها را دارد.

روش‌های یادگیری ماشین و یادگیری عمیق توانستند با دقت کلیپ‌های پنج‌ثانیه‌ای از حرکات نوزادان را به مراحل مختلف آزمایش اختصاص دهند. در میان این روش‌ها، یکی به عنوان ستاره درخشید: مدل یادگیری عمیق به نام “2D-CapsNet”.

الگوهای حرکتی پاها

جالب‌ترین بخش این کشف این بود که حرکات پاها بالاترین نرخ دقت را داشتند. این به چه معناست؟

در مقایسه با سایر قسمت‌های بدن، الگوهای حرکتی پاها بیشترین تغییرات را در مراحل مختلف آزمایش نشان دادند.

دکتر اسکات کلسو، یکی از نویسندگان این مطالعه، که دانشمند برجسته در مرکز سیستم‌های پیچیده و علوم مغزی در دانشکده علوم دانشگاه فلوریدا آتلانتیک است، می‌گوید: “پاها به عنوان مجریان نهایی بیشترین تأثیر را از تعامل با موبایل دارند. به عبارت دیگر، نحوه ارتباط نوزادان با محیط اطرافشان در نقاط تماس بیشتر اهمیت دارد.” به زبان ساده می‌توان گفت همه چیز از “پاها شروع می‌شود.”

این مطالعه نشان داد که مدل 2D-CapsNet توانست با دقت 86٪ حرکات پا را تجزیه و تحلیل کند و حتی روابط دقیق بین بخش‌های مختلف بدن در طول حرکت را نیز ثبت کند.

علاوه بر این، حرکات پاها دقیق‌ترین بودند – حدود 20٪ بالاتر از حرکات دست‌ها، زانوها یا کل بدن.

مشتاق به تعامل با جهان

این مطالعه چه چیز دیگری را کشف کرد؟ خب، به نظر می‌رسد که از دست دادن توانایی کنترل موبایل باعث شده نوزادان بیشتر مشتاق به تعامل با جهان باشند.

دکتر الیزا اسلون توضیح می‌دهد: “با این حال، برخی از نوزادان الگوهای حرکتی‌ای در این مرحله غیرمتصل نشان دادند که نشانه‌هایی از تعاملات قبلی آن‌ها داشت. این نشان می‌دهد که تنها برخی از نوزادان رابطه خود با موبایل را به اندازه‌ای خوب درک کرده‌اند که آن الگوهای حرکتی را حفظ کنند.”

دکتر نانسی آرون جونز، استاد روانشناسی در دانشگاه فلوریدا آتلانتیک، بر نقش هوش مصنوعی در مطالعه نوزادان – که برخلاف بزرگسالان نمی‌توانند اعمال خود را توضیح دهند – تأکید کرد.

او گفت: “هوش مصنوعی می‌تواند به محققان کمک کند تا تغییرات ظریف در حرکات نوزادان را تجزیه و تحلیل کنند و از این طریق بینشی در مورد چگونگی تفکر و یادگیری آن‌ها، حتی قبل از اینکه قادر به صحبت باشند، به دست آورند.”

درک رفتار نوزادان

به گفته دکتر اسکات کلسو، این مطالعه نه تنها درک ما از رفتار نوزادان را افزایش می‌دهد، بلکه امکانات جدیدی را نیز باز می‌کند.

ترکیب آزمایش‌های مبتنی بر نظریه با هوش مصنوعی می‌تواند به ارزیابی‌های جامع منجر شود که زمینه‌های خاص را در نظر می‌گیرند و از این طریق توانایی ما در شناسایی خطرات و درمان اختلالات بهبود می‌یابد.

پس دفعه بعد که پاهای کوچک یک نوزاد را در حال لگد زدن دیدید، به یاد داشته باشید: دنیای شگفت‌انگیزی از علم در پشت این پاهای کوچک وجود دارد!

این مطالعه در مجله Scientific Reports منتشر شده است.