A voice-and-avatar AI companion supports skill development in autistic children: a 12-week randomized controlled trial

Autismus ist eine Art des Seins, die die Art und Weise verändert, wie ein Mensch die Welt erlebt, insbesondere in der Art und Weise, wie er kommuniziert, sensorische Informationen verarbeitet und mit anderen interagiert. Für viele Familien besteht das Ziel nicht darin, das grundlegende Wesen des Kindes zu verändern, sondern ihm zu helfen, die spezifischen Fähigkeiten aufzubauen, die es benötigt, um das tägliche Leben mit Selbstvertrauen und Freude zu bewältigen. Traditionell kam Unterstützung von menschlichen Therapeuten, die eins zu eins mit Kindern arbeiteten, aber die Landschaft wandelt sich. Die Technologie hat neue Werkzeuge eingeführt, von textbasierten Programmen, die Lektionen anpassen, bis hin zu Sprachassistenten, die Gespräche üben. Diese Werkzeuge arbeiten jedoch oft isoliert, indem sie sich nur auf einen Bereich der Entwicklung konzentrieren, und viele basieren auf der Vorstellung, dass autistische Merkmale Probleme seien, die behoben werden müssten, statt Unterschiede, die berücksichtigt werden sollten. Die Frage, die Forscher nun stellen, ist, ob ein einziger, integrierter digitaler Begleiter ein Kind gleichzeitig in vielen verschiedenen Bereichen unterstützen kann, während er dessen einzigartige Art, die Welt zu erleben, respektiert.

Ein Forschungsteam testete kürzlich diese Idee mit einer neuen Art von KI-Begleiter, der speziell für autistische Kinder entwickelt wurde. Sie schufen ein System, das gesprochene Konversation mit animierten Charakteren oder Avataren kombiniert, die auf einem Tablet-Bildschirm erscheinen. Im Gegensatz zu einem Lehrer oder einem Arzt war das System so konzipiert, dass es wie ein Gleichaltriger (Peer) agiert – als ein freundlicher Wegweiser statt als eine Autoritätsperson. Für jüngere Kinder war der Begleiter ein animiertes Tier, wie etwa ein Hund oder eine Katze. Für ältere Kinder und Jugendliche war es ein virtueller menschlicher Gleichaltriger. Das System hörte auf die Stimme des Kindes, reagierte mit Sprache und nutzte den Avatar, um Gesten und Ausdrücke zu zeigen, während es sich gleichzeitig dem Tempo und den sensorischen Bedürfnissen des Kindes anpasste. Die Forscher wollten sehen, ob die Nutzung dieses Begleiters über drei Monate hinweg Kindern helfen würde, sich in fünf Schlüsselbereichen zu verbessern: soziale Kommunikation, emotionale Bewusstheit, Denkfähigkeiten, Aufgaben des täglichen Lebens und Sprachgebrauch, im Vergleich zu Kindern, die ihre übliche Versorgung ohne die neue Technologie fortsetzten.

Um dies herauszufinden, arbeiteten die Forscher mit zweiunddreißig Kindern und Jugendlichen im Alter von drei bis sechzehn Jahren zusammen, die alle eine klinische Diagnose von Autismus hatten. Sie teilten die Gruppe in zwei gleich große Teile auf. Eine Gruppe nutzte den KI-Begleiter über zwölf Wochen hinweg, wobei sie drei- oder viermal pro Woche Sitzungen von fünfzehn bis fünfundzwanzig Minuten durchführte. Die andere Gruppe, die als Vergleichsgruppe diente, setzte ihre Standardtherapien und Unterstützungsleistungen während desselben Zeitraums fort, hatte jedoch keinen Zugang zur KI. Entscheidend war, dass die Experten, die den Fortschritt der Kinder bewerteten, nicht wussten, zu welcher Gruppe das jeweilige Kind gehörte, wodurch sichergestellt wurde, dass die Ergebnisse rein auf der Leistung der Kinder basierten. Die Bewertung umfasste dreiundachtzig spezifische Fähigkeiten, vom Gruß eines Freundes bis hin zur Planung eines Tagesplans oder dem Umgang mit Geld.

Die Ergebnisse zeigten einen deutlichen Unterschied zwischen den beiden Gruppen. Nach zwölf Wochen verbesserten sich die Kinder, die den KI-Begleiter nutzten, signifikant stärker als die Kinder in der Vergleichsgruppe in jedem einzelnen gemessenen Kompetenzbereich. Die Kinder, die das System nutzten, wurden viel besser darin, Gespräche zu beginnen, die Gefühle anderer zu verstehen und tägliche Aufgaben wie Einkaufen oder das Navigieren im Verkehr zu bewältigen. Sie zeigten auch stärkere Fortschritte beim Ordnen ihrer Gedanken und beim Einsatz von Sprache, um die Welt um sie herum zu beschreiben. Die Verbesserung war nicht nur ein kleiner Aufschwung; die Veränderungen waren substanziell, wobei die KI-Gruppe große Sprünge in der Fähigkeit im Vergleich zur Gruppe zeigte, die nur die Standardversorgung erhielt. Beispielsweise erzielte die KI-Gruppe im Bereich der Alltagsbewältigung im Durchschnitt dreizehn Punkte auf der Bewertungsskala, während die Vergleichsgruppe weniger als drei Punkte gewann. Ähnlich verhielt es sich beim Sprachgebrauch: Die KI-Gruppe verbesserte sich um mehr als acht Punkte, während die Vergleichsgruppe lediglich um einen Punkt zulegte.

Über die Testwerte hinaus änderte sich auch die Art und Weise, wie die Kinder mit dem System interagierten, auf positive Weise. Im Laufe der Wochen wurden die Kinder genauer darin, den Bildschirm zu berühren, um Antworten auszuwählen, ihre Reaktionen auf die Stimme des Avatars wurden schneller und sie zeigten während der Sitzungen ein breiteres Spektrum an Emotionen. Am bemerkenswertesten war, dass die Anzahl der erfolgreich abgeschlossenen Sitzungen von etwa zwei Dritteln zu Beginn auf fast neun Zehntel am Ende anstieg. Dies deutet darauf an, dass die Kinder die Technologie nicht nur tolerierten, sondern sich tatsächlich mit ihr auseinandersetzten und die gleichaltrige Interaktion als fesselnd empfanden, um konzentriert zu bleiben und voll teilzunehmen. Das Design des Systems, das es Kindern ermöglichte, Lautstärke und Geschwindigkeit anzupassen und keine repetitiven Bewegungen bestrafte, schien ihnen zu helfen, sich sicher und komfortabel genug zu fühlen, um zu lernen.

Die Forscher betonen, dass dieser Ansatz auf einem Fundament der Akzeptanz autistischer Merkmale aufgebaut wurde, anstatt zu versuchen, sie auszulöschen. Das System zwang die Kinder nicht dazu, sich „normal“ zu verhalten oder ihre natürlichen Verhaltensweisen zu unterdrücken; stattden traf es sie dort, wo sie standen, und half ihnen, die Fähigkeiten aufzubauen, die sie und ihre Familien lernen wollten. Obwohl die Studie auf eine kleine Gruppe von zweiunddreißig Teilnehmern begrenzt war und nur drei Monate dauerte, legen die Ergebnisse nahe, dass die Kombination von Sprach- und visuellen Avataren in einem gleichaltrigen Format eine kraftvolle Unterstützung für die Kompetenzentwicklung bieten kann. Die Autoren merken an, dass zukünftige Studien mehr Kinder einbeziehen und den Fortschritt über längere Zeiträume verfolgen müssen, um diese Ergebnisse zu bestätigen, aber die aktuellen Erkenntnisse deuten auf einen vielversprechenden neuen Weg hin. Indem sie die KI als Begleiter statt als Therapeuten behandeln und sich auf Stärken statt auf Defizite konzentrieren, bietet diese Technologie eine Möglichkeit, autistischen Lernenden zu helfen, ihre Fähigkeiten und Möglichkeiten in einer Welt zu erweitern, die oft verlangt, dass sie sich ändern.