Một 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) đang phát triển một giải pháp theo dõi chuyển động mắt, hướng tới việc chẩn đoán và can thiệp sớm cho hàng nghìn trẻ em mắc chứng khó đọc ở Việt Nam.

Thu thập dữ liệu chuyển động mắt của học sinh. Trong ảnh, hai thành viên của nhóm nghiên cứu đang hỗ trợ một học sinh lấy thông tin đọc văn bản. Ảnh: UET/VNU
Thu thập dữ liệu chuyển động mắt của học sinh. Trong ảnh, hai thành viên của nhóm nghiên cứu đang hỗ trợ một học sinh lấy thông tin đọc văn bản. Ảnh: UET/VNU

Khoảng trống ít người quan tâm


Dyslexia, hay còn gọi là “chứng khó đọc”, là một rối loạn học tập, ảnh hưởng đến khả năng đọc và xử lý ngôn ngữ. Rối loạn này có thể khiến việc đọc, viết trở nên khó khăn. Trẻ em (và cả người trưởng thành) có thể mất nhiều thời gian hơn để phân biệt chữ cái, liên hệ cách phát âm với mặt chữ và ghép âm tiết thành từ.

Trẻ mắc Dyslexia có thể không đọc được hoặc chậm hình thành kĩ năng đọc. Khi đọc, trẻ có thể đọc từng chữ một cách chậm chạp, bị vấp váp hoặc bỏ sót từ. Khi viết, trẻ cũng có thể mắc nhiều lỗi chính tả, dấu câu hoặc khó sắp xếp ý thành bài văn hơn.

Theo các nhà nghiên cứu, Dyslexia không phải do kém thông minh hay lười biếng. Đây là một rối loạn do sự khác biệt trong năng lực tri giác thị giác của não bộ hoặc năng lực nhận thức âm vị, ảnh hưởng đến quá trình xử lý ngôn ngữ. Triệu chứng của Dyslexia có thể xuất hiện sớm ngay từ khi trẻ bắt đầu học đọc, hoặc muộn hơn trong quá trình học tập.

Trên thế giới, có khoảng 5-10% trẻ em được chẩn đoán mắc chứng rối loạn đọc viết. Tuy nhiên, tại Việt Nam, khái niệm “rối loạn đọc viết” vẫn chưa được phổ biến. Nhiều người, bao gồm cả giáo viên và phụ huynh, không biết gì về chứng khó đọc và không tin rằng đó là một vấn đề thực sự. Do vậy, nhiều trẻ em khi vào lớp một không nhận được hỗ trợ cần thiết để cải thiện tình hình, khiến chúng bị tụt lại phía sau so với các bạn đồng trang lứa.

“Nếu lấy tỷ lệ thế giới để áng chừng thì ít nhất Việt Nam có hàng chục nghìn học sinh đang phải vật lộn với vấn đề này mà không ai biết.”, TS. Ngô Thị Duyên, Khoa Công nghệ thông tin (Trường Đại học Công nghệ – ĐHQGHN) nhận xét. “Chúng tôi muốn phát triển các hệ thống ứng dụng công nghệ tương tác hiện đại, trong đó có công nghệ theo dõi chuyển động mắt, nhằm hỗ trợ những trẻ em này.”

Công nghệ theo dõi chuyển động mắt

Các nhà nghiên cứu từ lâu đã nhận thấy rằng những người mắc chứng khó đọc có chuyển động mắt khác biệt đáng kể so với những người bình thường. Bên cạnh đó, chứng khó đọc cũng phụ thuộc rất lớn vào ngôn ngữ. Chữ viết và cách đọc của tiếng Anh hay tiếng Trung rõ ràng rất khác so với tiếng Việt.

Vì vậy, nhóm của TS. Ngô Thị Duyên đã bắt tay với các giảng viên chuyên ngành giáo dục đặc biệt ở Trường Đại học Sư phạm Hà Nội để phát triển giải pháp theo dõi chuyển động mắt đầu tiên dành riêng cho trẻ rối loạn đọc viết tại Việt Nam.

Họ đã sử dụng các văn bản được tiêu chuẩn hóa để theo dõi chuyển động mắt của hơn 30 trẻ em thông thường và 3-4 trẻ em đã được chẩn đoán mắc chứng khó đọc. Mỗi trẻ chỉ cần dành ra 10-15 phút để đọc những văn bản này trên máy tính. Chuyển động mắt của trẻ sẽ được camera chuyên dụng ghi lại rồi đối chiếu với học liệu.

“Dữ liệu quy mô nhỏ mà chúng tôi thu nhận đã phân biệt được những đặc trưng đáng kể của trẻ mắc chứng khó đọc, minh chứng cho hiệu quả của việc theo dõi chuyển động mắt. Trong tương lai, nếu có điều kiện xây dựng bộ dữ liệu lớn hơn, giải pháp này sẽ giải quyết được nhiều bài toán hỗ trợ cho trẻ rối loạn đọc viết”, TS. Ngô Thị Duyên nói.

Nhờ giải pháp theo dõi chuyển động mắt, nhóm nghiên cứu đã xây dựng được hai bộ dữ liệu. Thứ nhất là các đặc trưng thống kê của chuyển động mắt - liên quan tới các điểm dừng (fixations), đường trượt (saccades, tức chuyển động nhanh của mắt từ một điểm dừng này sang một điểm dừng khác), và quay lui (regressions, tức chuyển động mắt ngược lại so với chiều của văn bản) v.v Các dữ liệu này có thể là đầu vào cho những mô hình học máy để tự động phân tích xem trẻ có mắc chứng khó đọc hay không và phân loại chúng theo các thể khác nhau.

Thứ hai, họ cũng thu được các dữ liệu về đặc trưng trực quan khi đọc để hỗ trợ cho việc chẩn đoán và can thiệp. Bằng cách liên kết giữa chuyển động mắt với nội dung văn bản, các chuyên gia can thiệp sẽ biết được trẻ đang gặp vấn đề gì với việc đọc - ví dụ, có những trẻ thường xuyên vấp váp ở những chỗ có từ láy hoặc từ ghép, nhưng có những trẻ chỉ gặp khó khăn trong việc hiểu những cụm từ nhất định.

Sự khác nhau về chuyển động mắt của học sinh thông thường (trái) và học sinh mắc chứng khó đọc (phải). Ảnh: UET/VNU
Sự khác nhau về chuyển động mắt của học sinh thông thường (trái) và học sinh mắc chứng khó đọc (phải). Ảnh: UET/VNU

Nhờ hai lớp thông tin như thế, các nhà nghiên cứu không chỉ hỗ trợ việc chẩn đoán mà còn giúp định hướng được các giải pháp can thiệp sau này.

Với nhiều kinh nghiệm nghiên cứu và thực tiễn về đánh giá và hỗ trợ cho trẻ mắc chứng khó đọc, TS. Nguyễn Thị Cẩm Hường cùng các chuyên gia của Khoa Giáo dục Đặc biệt, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội cho biết, có những dạng Dyslexia chỉ thuần túy là vấn đề thị giác và có thể cái thiện bằng việc thay đổi hiển thị văn bản - ví dụ như làm cho cỡ chữ to hơn, giãn dòng rộng hơn, thay đổi khoảng cách giữa các chữ cái hoặc font chữ.

Tuy nhiên cũng có những dạng Dyslexia có nguyên nhân phức tạp hơn, liên quan cùng lúc tới nhiều rối loạn trong chức năng bẩm sinh của hệ thần kinh cấp cao và cần có những can thiệp sâu sắc khác - ví dụ như nếu gặp vấn đề nhận thức âm vị và ghi nhớ công việc, trẻ có thể không đọc được từ “con nghé”. Tuy nhiên, chúng có thể nhìn hình ảnh “con nghé” để hiểu được nghĩa của từ đó, và giáo viên có thể can thiệp giúp trẻ học đọc bằng cách tăng cường các biện pháp hình ảnh.

Trên thực tế, các chuyên gia giáo dục đặc biệt cũng sử dụng các bài kiểm tra tương tự bằng giấy và bút để chẩn đoán cho trẻ mắc chứng khó đọc. Nhưng họ phải làm thủ công và dựa rất nhiều vào kinh nghiệm cũng như khả năng quan sát trẻ trong quá trình kiểm tra. Mỗi trẻ mắc chứng khó đọc lại là một cá thể riêng biệt với những điểm mạnh và điểm yếu riêng, do vậy cần rất nhiều công sức để phát hiện ra những vấn đề có thể can thiệp được. Tuy nhiên, số lượng các chuyên gia như vậy không nhiều. Các nhà sư phạm tâm huyết này chắc chắn đã từng trăn trở tự hỏi: “Những đứa trẻ nào đang gặp khó khăn trong việc học tập?” và “Liệu có bao nhiêu trẻ đã bị bỏ sót?”

Mở rộng cơ hội cho trẻ em

Nghiên cứu của TS. Ngô Thị Duyên mở ra cơ hội lớn cho việc sàng lọc mọi học sinh bằng giải pháp theo dõi chuyển động mắt. Họ đang xây dựng một app di động để biến việc tiếp cận công nghệ trở nên thuận tiện hơn. Dĩ nhiên, các thuật toán sẽ cần thêm dữ liệu để phát triển - ít nhất là trong vòng một hai năm tới, theo dự đoán của nhóm nghiên cứu. Nếu tìm được các nguồn kinh phí nghiên cứu mới, họ có thể đẩy nhanh tiến độ.

TS. Ngô Thị Duyên nói rằng họ đã có được sự ủng hộ nhiệt tình từ các trường học và phụ huynh mà họ tiếp cận, do vậy việc mở rộng dữ liệu có lẽ sẽ không gặp nhiều khó khăn. “Tuy nhiên, vẫn cần truyền thông và lan tỏa thông tin để xã hội ý thức được về chứng rối loạn học tập này”, chị nhận xét.

TS. Ngô Thị Duyên (áo đỏ) và các sinh viên trong nhóm nghiên cứu thảo luận về các giải pháp theo dõi chuyển động mắt cho trẻ mắc chứng khó đọc. Ảnh: NVCC
TS. Ngô Thị Duyên (áo đỏ) và các sinh viên trong nhóm nghiên cứu thảo luận về các giải pháp theo dõi chuyển động mắt cho trẻ mắc chứng khó đọc. Ảnh: NVCC

Trong tương lai, nhóm nghiên cứu muốn tích hợp công nghệ này như một phần của hệ thống giáo dục tiểu học - với các trường tiểu học và phụ huynh ở Việt Nam cho phép trẻ em được đánh giá (nhưng không nhất thiết phải là chẩn đoán) về chứng khó đọc.

Điều này đã được áp dụng tại một số nơi trên thế giới. Các startup, chẳng hạn Lexplore (đồng sáng lập đến từ Viện Nghiên cứu Y khoa Karolinska Institutet, Thụy Điển) hay Polygon (đồng sáng lập đến từ Đại học UC Berkeley, Mỹ), đã phát triển những công cụ theo dõi mắt tương tự để cung cấp đánh giá và sàng lọc cho khoảng 2.000-3.000 người dùng mỗi năm, liên quan đến các rối loạn phát triển như rối loạn học tập, rối loạn phổ tự kỉ hoặc rối loạn tăng động giảm chú ý (ADHD).

Cùng với các chuyên gia trong ngành giáo dục đặc biệt, nhóm nghiên cứu tại trường Đại học Công nghệ của TS. Ngô Thị Duyên đang thảo luận về một kế hoạch dài hơi hơn. “Chúng tôi đang nghĩ đến các học liệu dành riêng cho trẻ mắc chứng khó đọc, hoặc các bộ sách giáo khoa điện tử được thiết kế riêng để tùy chỉnh cho cấp tiểu học. Đó sẽ là một dự án lớn,” chị nói.