【嘉德點(diǎn)評(píng)】字節(jié)跳動(dòng)發(fā)明的孩子在學(xué)習(xí)時(shí)注意力是否集中的檢測(cè)方案，通過(guò)孩子在學(xué)習(xí)時(shí)的狀態(tài)和注意力模型來(lái)為其注意力集中程度打分，幫助家長(zhǎng)更加智能化的監(jiān)督孩子的學(xué)習(xí)。
集微網(wǎng)消息，2012年到2021年，錘子手機(jī)走完了其短暫的手機(jī)生涯，1月13日字節(jié)跳動(dòng)小范圍宣布，原錘子科技團(tuán)隊(duì)組建的新石實(shí)驗(yàn)室，并入Musical.ly原創(chuàng)始人陽(yáng)陸育負(fù)責(zé)的教育硬件團(tuán)隊(duì)。
合并后的硬件團(tuán)隊(duì)將聚焦教育領(lǐng)域，不再研發(fā)堅(jiān)果手機(jī)、TNT顯示器等其他無(wú)關(guān)產(chǎn)品，而這也是字節(jié)跳動(dòng)開(kāi)辟的一塊新的領(lǐng)域——教育。隨著社會(huì)的進(jìn)步，人們對(duì)教育的重視程度也越來(lái)越高，各種具有智能學(xué)習(xí)功能的教育設(shè)備和教育機(jī)器人大量推出。
而字節(jié)跳動(dòng)也似乎早就開(kāi)始布局教育板塊，在2019年1月17日，字節(jié)跳動(dòng)申請(qǐng)了一項(xiàng)名為“一種注意力檢測(cè)方法、裝置、設(shè)備及存儲(chǔ)介質(zhì)”的發(fā)明專利（申請(qǐng)?zhí)枺?01910043884.1），申請(qǐng)人為北京字節(jié)跳動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)有限公司。
該專利中強(qiáng)調(diào)，注意力是否集中是決定學(xué)習(xí)效率高低的關(guān)鍵性因素，兒童使用教育設(shè)備學(xué)習(xí)時(shí)往往缺乏監(jiān)督，因此兒童會(huì)出現(xiàn)注意力不集中的情況，從而導(dǎo)致學(xué)習(xí)效率下降。目前常用的監(jiān)督方式就是家長(zhǎng)通過(guò)對(duì)兒童的行為進(jìn)行觀察，確定兒童是否在集中注意力學(xué)習(xí)，但是這種方案既費(fèi)精力，又無(wú)法做到時(shí)刻的監(jiān)督。為此，該專利發(fā)明一種智能化的注意力檢測(cè)裝置以及方法。
根據(jù)該專利目前公開(kāi)的相關(guān)資料，讓我們一起來(lái)看看該方案吧。
如上圖，為該專利中發(fā)明的注意力檢測(cè)方法的流程示意圖，該方案依賴于點(diǎn)讀設(shè)備采集孩子的實(shí)時(shí)學(xué)習(xí)畫面，一般而言，點(diǎn)讀設(shè)備是現(xiàn)代數(shù)碼信息技術(shù)與最新教學(xué)需求完美結(jié)合的一種有聲互動(dòng)的學(xué)習(xí)硬件產(chǎn)品，它能夠?qū)⑽淖只臅窘滩淖兂砂磳W(xué)習(xí)需求任意發(fā)聲的有聲教材，例如我們常見(jiàn)的讀書記、點(diǎn)讀機(jī)等設(shè)備。
而孩子的學(xué)習(xí)畫面采集就是利用該設(shè)備安裝的單個(gè)或者雙目攝像頭，雙目攝像頭可以采集人體的立體視頻，以獲取更多關(guān)于當(dāng)前的坐姿參數(shù)，以使得后續(xù)的檢測(cè)更加準(zhǔn)確。
如上圖，為孩子使用點(diǎn)讀設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖，點(diǎn)讀設(shè)備上安裝有攝像頭，可以采集孩子的學(xué)習(xí)畫面，例如間隔10秒采集0.5秒的視頻畫面。在得到孩子的畫面后，將對(duì)應(yīng)的視頻幀輸入預(yù)先訓(xùn)練好的注意力檢測(cè)模型，從而得到關(guān)鍵的注意力數(shù)值。
這種注意力模型通常會(huì)利用人工智能算法：如三維卷積網(wǎng)絡(luò)、交互式三維卷積網(wǎng)絡(luò)、基于光流和空間的時(shí)域分段網(wǎng)絡(luò)等，以得到訓(xùn)練注意力檢測(cè)模型。然后根據(jù)得到的注意力數(shù)值來(lái)判斷孩子的注意力是否集中，同時(shí)還可以輸出孩子的注意力等級(jí)，通過(guò)動(dòng)態(tài)的檢測(cè)，也可以分析初孩子的注意力曲線，幫助家長(zhǎng)更好的監(jiān)督孩子的學(xué)習(xí)。
如上圖，可以看到該方案主要對(duì)于孩子的眼睛401、嘴巴402，耳朵403、胸部404、肩部405、肘部406和手部407等部位進(jìn)行檢測(cè)。而上圖（左）為孩子集中注意力時(shí)的判斷標(biāo)注之一，此時(shí)孩子的眼睛直視點(diǎn)讀設(shè)備，雙手放在桌面上；而上圖（右）則為孩子沒(méi)有集中注意力時(shí)的判斷標(biāo)準(zhǔn)之一，此時(shí)僅包含孩子的半個(gè)面部圖像。
以上就是字節(jié)跳動(dòng)發(fā)明的孩子在學(xué)習(xí)時(shí)注意力是否集中的檢測(cè)方案，通過(guò)孩子在學(xué)習(xí)時(shí)的狀態(tài)和注意力模型來(lái)為其注意力集中程度打分，并判斷孩子的注意力是否集中，從而能夠客觀的反映孩子的注意力程度，避免了家長(zhǎng)通過(guò)觀察確定兒童是否注意力集中具有主觀性的問(wèn)題，也在一定程度上幫助家長(zhǎng)更加智能化的監(jiān)督孩子的學(xué)習(xí)。
（校對(duì)/holly）
