Sehbehinderten Menschen Zugang zu gesellschaftlich relevanten Informationen verschaffen
In Europa leben mehr als 30 Millionen sehbehinderte und blinde Menschen. Mit traditionellen Hilfsmitteln wie zum Beispiel Brillen lassen sich nicht immer die Probleme mit der Sehkraft lösen, wodurch die Lebensqualität beeinträchtigt sowie die sozialen Bedürfnisse und die berufliche Orientierung behindert werden. Eine Sehbehinderung im Kindesalter kann zusätzliche Probleme mit sich bringen, etwa wenn Kinder keinen Zugang zu gesellschaftlich relevanten Informationen erhalten. „Ist ein Kind nicht fähig, sozial relevante visuelle Hinweise zu entschlüsseln, kann seine gesamte Entwicklung und Lebensqualität beeinträchtigt werden“, erklärt Lucia Schiatti, erfahrene, mit den Marie-Skłodowska-Curie-Maßnahmen vertraute Forscherin am Italienischen Institut für Technologie (IIT). Monica Gori, Koordinatorin der Abteilung für sehbehinderte Menschen am IIT, bekräftigt diese Aussage. „Im Rahmen der visuellen und kognitiven Rehabilitation ist es wichtig, Lücken dieser Art mithilfe quantitativer Messungen zu erkennen und rechtzeitig einzugreifen, bevor sich atypische Verhaltensmuster herausbilden“, fügt sie hinzu. Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts TIRESIA arbeiteten Schiatti und ihre Kolleginnen und Kollegen von der Abteilung für sehbehinderte Menschen unter der Leitung von Monica Gori in Zusammenarbeit mit den Forschern Andrei Barbu und Boris Katz vom Massachusetts Institute of Technology an der Entwicklung eines innovativen Systems mit erweiterter Realität, um die Restsehkraft bei Kindern zu verstärken. Das Team entwickelte einzigartige digitale Filter, die automatisch die Sehkraft verbessern und den Nutzenden soziale und visuelle Informationen liefern. „Das Ziel lautete, zu bewerten, ob sensorische Probleme wie etwa geringe Sehschärfe und Störungen der Okulomotorik sowie kognitive Beeinträchtigungen zu Unterschieden in den visuellen Aufmerksamkeitsmustern führen, die wir mithilfe von Eyetracking feststellen können“, berichtet Schiatti.
Entwicklung von Sehfiltern mit erweiterter Realität
Das Team stützte sich bei der Entwicklung der Filter mit erweiterter Realität auf die Feststellung von Unterschieden in den Blickmustern zwischen sehenden und sehbehinderten Gruppen, zu denen Erwachsene und Kinder gehörten, mit verschiedenen Arten von Sehbehinderungen. Im Anschluss an visuelle Aufgaben setzten die Forschenden künstliche neuronale Netze ein, um automatisch die Bildbereiche zu optimieren, auf die sehende Menschen ihre Aufmerksamkeit richten. Außerdem trainierten sie mehrere Deep-Learning-Modelle auf die Ausführung visueller Aufgaben, etwa die Erkennung von Emotionen und die Klassifizierung sozialer Interaktionen. „Das Ziel bestand darin, ein Trainingsprotokoll zu konzipieren, um die visuelle soziale Aufmerksamkeit von Kindern zu lenken, die Schwierigkeiten damit haben, sozial relevante Hinweise zu erkennen“, erklärt Schiatti.
Auswirkungen von Sehbehinderungen bei Kindern genauer im Blick
Im Rahmen seiner Forschungsarbeit fand das Team heraus, dass Sehbehinderungen häufig den Mechanismus der sozialen Orientierung beeinträchtigen: die Neigung des Menschen, seinen Blick (und seine Aufmerksamkeit) auf sozial relevante Informationen, beispielsweise Gesichtsausdrücke, auszurichten. „Dieser Fakt deutet darauf hin, dass Sehbehinderungen zu autismusähnlicher sozialer Aufmerksamkeit und dementsprechenden Verhaltensweisen führen können“, sagt Schiatti. Vorläufige Daten weisen außerdem darauf hin, dass Kinder im Alter von sieben bis zehn Jahren weniger als ältere Kinder und Erwachsene in der Lage sind, soziale Interaktionen wahrzunehmen, was nahelegt, dass dieser Altersabschnitt eine kritische Bedeutung für die Entwicklung sozialer Kompetenzen haben könnte. „Beide Ergebnisse bestätigen den Stellenwert der TIRESIA-Forschung sowie die Wichtigkeit der Entwicklung von quantitativen Instrumenten zur Bewertung und zum Training sozialer Kompetenzen im Rahmen der visuellen Rehabilitation“, merkt Schiatti an.
Den Ansatz mit Eyetracking-Technologien verfeinern
Nach erfolgreichem Abschluss des Projekts hofft das Team darauf, seinen Ansatz in Zusammenarbeit mit klinischen Fachleuten und Nutzenden verfeinern zu können, um ein Protokoll zum Training von Kindern mit Sehproblemen zu entwickeln. „Dazu wird die Entwicklung einer spezifischen Anwendung und einer Benutzungsoberfläche gehören, die möglicherweise mit einigen auf dem Markt vorhandenen Eyetracking-Technologien verknüpft wird“, fügt Schiatti hinzu. „Ein Ansatz dieser Art könnte auf andere Anwendungsfälle ausgedehnt werden, bei denen es wichtig ist, quantitative Metriken einzuführen, um soziale Kompetenzen zu bewerten und zu trainieren, zum Beispiel bei neurologischen Entwicklungsstörungen wie der Autismus-Spektrum-Störung.“
Schlüsselbegriffe
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