Nhà khoa học Việt phát triển công nghệ sàng lọc trẻ mắc chứng khó đọc

Nhóm nghiên cứu tại Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội đang phát triển công nghệ theo dõi chuyển động mắt đầu tiên tại Việt Nam có khả năng hỗ trợ sàng lọc, chẩn đoán và can thiệp cho trẻ em mắc chứng khó đọc (Dyslexia).

TS Ngô Thị Duyên, Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ, Trưởng nhóm nghiên cứu, cho biết hội chứng khó đọc do rối loạn thần kinh bẩm sinh ảnh hưởng tới 5 -10% trẻ em trong độ tuổi đi học. Ước tính tại Việt Nam có hàng chục ngàn học sinh đang mắc hội chứng này nhưng chưa được phát hiện.

Khi mắc chứng khó đọc, trẻ thường gặp khó khăn trong việc kết nối ngôn ngữ nói và chữ viết. Điều này ảnh hưởng đến cuộc sống và quá trình học tập của trẻ, làm cho trẻ khó có thể bắt kịp những trẻ phát triển bình thường khác.

Theo dõi chuyển động mắt là công nghệ đầu tiên có khả năng sàng lọc số lượng lớn, hỗ trợ các chuyên gia đưa ra chẩn đoán xác nhận, phân loại các chứng khó đọc mà trẻ mắc phải. Công nghệ cũng có thể gợi ý cho giáo viên và phụ huynh học sinh các biện pháp can thiệp sớm, hiệu quả cho nhóm trẻ đang mắc chứng này.

TS Duyên cho biết trên thế giới đã có những nghiên cứu sử dụng công nghệ theo dõi chuyển động mắt để phát hiện chứng khó đọc. Tuy nhiên, do đặc trưng của từng ngôn ngữ khác nhau, các công nghệ này không thể áp dụng được cho trẻ mắc chứng khó đọc tại Việt Nam.

Chị cùng cộng sự đã phát triển một hệ thống có tiềm năng hỗ trợ sàng lọc, phát hiện, và hỗ trợ can thiệp dành riêng cho trẻ em Việt Nam mắc chứng khó đọc. Hệ thống gồm phần mềm và phần cứng đơn giản gồm một thiết bị theo dõi chuyển động mắt có sẵn trên thị trường, kết nối với laptop qua cổng USB.

Khi trẻ thực hiện các bài kiểm tra với ngữ liệu đầu vào tiếng Việt trên máy tính, thời lượng từ 10-15 phút, hệ thống sẽ theo dõi ánh nhìn của trẻ và ghi lại toàn bộ tọa độ điểm nhìn của mắt trẻ trên màn hình. Nhóm nghiên cứu đã xây dựng các thuật toán dựa trên trí tuệ nhân tạo (AI) để xử lý dữ liệu này.

TS Ngô Thị Duyên (giữa) cùng nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Tương tác người – máy, Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Công nghệ, Đại học Quốc gia Hà Nội. Ảnh: NVCC

Đây là bộ thuật toán đầu tiên có khả năng liên kết các đặc trưng chuyển động mắt của trẻ (bao gồm điểm dừng của mắt, chuyển động mắt từ một điểm dừng này sang điểm dừng khác, chuyển động mắt ngược chiều văn bản...) với ngữ liệu đầu vào của bài kiểm tra (bao gồm âm đầu, vần, màu sắc... của văn bản Tiếng Việt), từ đó giúp phát hiện trẻ mắc chứng khó đọc.

Ngoài ra, chuyển động mắt của trẻ có thể được lưu trữ thành hồ sơ, để đánh giá các đặc trưng cá nhân hóa trong hành vi đọc của từng trẻ. Đây là hướng tiếp cận hoàn toàn mới, có độ chính xác cao trong hỗ trợ chẩn đoán và can thiệp chứng khó đọc tại Việt Nam. "Nếu chỉ sử dụng các bài kiểm tra truyền thống trên giấy, bằng mắt thường, ngay cả các chuyên gia giáo dục đặc biệt có kinh nghiệm cũng không thể làm được những điều này", TS Duyên nói.

Bản đồ đường quét mắt thu được từ hệ thống theo dõi chuyển động mắt của người bình thường khi thực hiện bài kiểm tra Hiệu ứng Stroop, một trong những bài kiểm tra được dùng để chẩn đoán chứng khó đọc ở trẻ. Ảnh: Nhóm nghiên cứu.

TS Nguyễn Thị Cẩm Hường, Trưởng Bộ môn Giáo dục trẻ khiếm thị và trẻ khuyết tật học tập, Khoa Giáo dục đặc biệt, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội - người có hơn 10 năm nghiên cứu chứng khó đọc ở trẻ - đánh giá "Công nghệ do nhóm TS Duyên phát triển rất có ý nghĩa trong bối cảnh nhu cầu sàng lọc, chẩn đoán và can thiệp sớm cho trẻ mắc chứng Dyslexia tại Việt Nam hiện rất lớn".

Theo nghiên cứu trước đây của TS Hường, trung bình mỗi lớp học ở Việt Nam đều có ít nhất một trẻ mắc hội chứng khó đọc. Trẻ mắc chứng khó đọc thường cảm thấy tự ti, phát triển các rối loạn hành vi thách thức chống đối theo thời gian, ví dụ như không học, sợ học hoặc thậm chí nhiều trẻ đã bỏ học. Ở tỷ lệ này, nhóm trẻ mắc Dyslexia đang đặt gánh nặng lớn lên từng giáo viên giảng dạy, trên toàn hệ thống giáo dục nếu không được quan tâm đầy đủ và đúng cách. Theo đó chỉ cần giúp trẻ mắc hội chứng Dyslexia đọc được, các em sẽ phát triển bình thường, nhiều trẻ còn phát triển với tài năng vượt trội.

TS Hường đã trực tiếp tham gia vào quá trình thử nghiệm công nghệ mới do nhóm TS Duyên phát triển trên 35 học sinh, trong đó có 5 học sinh mắc hội chứng khó đọc tại hai trường tiểu học ở Hà Nội và Hòa Bình. Cô nhận định công nghệ theo dõi chuyển động mắt hiện đã chứng minh được khả năng hỗ trợ giáo viên và các chuyên gia giáo dục đặc biệt trong tất cả các bước từ sàng lọc, chẩn đoán tới can thiệp cho trẻ mắc chứng khó đọc.

"Các bài kiểm tra chuyển động mắt có thể được tích hợp ngay vào phòng y tế học đường, hoặc các đợt khám sức khỏe đầu năm cho học sinh tiểu học, nhằm giúp phát hiện ra nhóm trẻ có nguy cơ cao mắc chứng khó đọc", TS Hường nói.

Theo chị, đặc trưng chuyển động mắt là một lớp thông tin chuyên sâu, liên kết trực tiếp với cách trẻ xử lý thông tin và chức năng não bộ. Vì vậy, các thông tin về đặc trưng chuyển động mắt sẽ giúp chuyên gia đưa ra chẩn đoán chính xác, đồng thời phân loại được trẻ đang mắc phải chứng khó đọc dạng nào.

Sau khi có được chẩn đoán, các dữ liệu này một lần nữa sẽ giúp các chuyên gia đưa ra định hướng can thiệp cá nhân hóa cho từng trẻ.

Nhóm nghiên cứu và TS Nguyễn Thị Cẩm Hường đang thử nghiệm công nghệ theo dõi chuyển động mắt trên một trẻ mắc chứng khó đọc. Ảnh: NVCC

Can thiệp cá nhân hóa bằng công nghệ cũng là mục tiêu mà nhóm nghiên cứu của TS Duyên đang hướng đến. Theo đó, dữ liệu đầu ra của hệ thống theo dõi chuyển động mắt có thể được sử dụng làm dữ liệu đầu vào cho một ứng dụng có khả năng giúp trẻ mắc chứng khó đọc hiểu được văn bản theo cách riêng của mình.

"Hội chứng Dyslexia có các thể khác nhau. Mỗi thể lại cần có các phương pháp can thiệp khác nhau", TS Duyên nói. "Ở thể nhẹ nhất, trẻ chỉ gặp các vấn đề về xử lý thị giác. Sử dụng một ứng dụng có khả năng tùy biến trong hiển thị văn bản, ví dụ như làm cho phông chữ lớn hơn, tăng khoảng cách giữa các dòng chữ là đã giúp cải thiện khả năng đọc được của trẻ".

Đối với các thể rối loạn đọc nặng hơn, khi trẻ không thể đọc được chữ, đặc biệt là gặp khó khăn với một số vần khó, từ khó hoặc con số cụ thể trong Tiếng Việt, ứng dụng có thể đưa ra phương án thay thế các từ hoặc con số này bằng hình ảnh hoặc âm thanh để trẻ có thể hiểu được.

TS Duyên cũng mong muốn lan tỏa thông tin đến các bậc phụ huynh học sinh, bởi "nhiều bậc cha mẹ không biết con mình đang gặp vấn đề và ngay cả khi phát hiện ra vấn đề, họ cũng không biết đó là Dyslexia".

Nhóm nghiên cứu đang hướng tới xây dựng ứng dụng cho thiết bị di động mà giáo viên và phụ huynh học sinh có thể tải về điện thoại, máy tính bảng hoặc laptop của mình.

Ứng dụng cho phép thực hiện những can thiệp thường xuyên, cá nhân hóa cho từng trẻ mắc chứng khó đọc ngay tại nhà và tại trường học, mà không cần trực tiếp đến các trung tâm giáo dục đặc biệt.

TS Duyên ước tính sẽ mất khoảng 1-2 năm nữa để nhóm hoàn thiện công nghệ. Công việc đòi hỏi thu thập thêm một số lượng lớn dữ liệu chuyển động mắt của trẻ, đào tạo các thuật toán trí tuệ nhân tạo song song với tinh gọn các thiết bị phần cứng.

Thanh Long