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Enregistrement W4312651487 · doi:10.2196/42792

Screening of Mild Cognitive Impairment Through Conversations With Humanoid Robots: Exploratory Pilot Study

2022· article· en· W4312651487 sur OpenAlexvenueno aff
Kenta Yoshii, Daiki Kimura, Akihiro Kosugi, Kaoru Shinkawa, Toshiro Takase, Masatomo Kobayashi, Yasunori Yamada, Miyuki Nemoto, Ryohei Watanabe, Miho Ota, Shinji Higashi, Kiyotaka Nemoto, Tetsuaki Arai, Masafumi Nishimura

Notice bibliographique

RevueJMIR Formative Research · 2022
Typearticle
Langueen
DomainePsychology
ThématiqueSocial Robot Interaction and HRI
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesJapan Society for the Promotion of Science
Mots-clésDementiaConversationNeuropsychologyHumanoid robotPsychologyCognitionExploratory researchAudiologyCognitive psychologyComputer scienceSpeech recognitionRobotMedicineArtificial intelligenceCommunicationPsychiatry

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

BACKGROUND: The rising number of patients with dementia has become a serious social problem worldwide. To help detect dementia at an early stage, many studies have been conducted to detect signs of cognitive decline by prosodic and acoustic features. However, many of these methods are not suitable for everyday use as they focus on cognitive function or conversational speech during the examinations. In contrast, conversational humanoid robots are expected to be used in the care of older people to help reduce the work of care and monitoring through interaction. OBJECTIVE: This study focuses on early detection of mild cognitive impairment (MCI) through conversations between patients and humanoid robots without a specific examination, such as neuropsychological examination. METHODS: This was an exploratory study involving patients with MCI and cognitively normal (CN) older people. We collected the conversation data during neuropsychological examination (Mini-Mental State Examination [MMSE]) and everyday conversation between a humanoid robot and 94 participants (n=47, 50%, patients with MCI and n=47, 50%, CN older people). We extracted 17 types of prosodic and acoustic features, such as the duration of response time and jitter, from these conversations. We conducted a statistical significance test for each feature to clarify the speech features that are useful when classifying people into CN people and patients with MCI. Furthermore, we conducted an automatic classification experiment using a support vector machine (SVM) to verify whether it is possible to automatically classify these 2 groups by the features identified in the statistical significance test. RESULTS: We obtained significant differences in 5 (29%) of 17 types of features obtained from the MMSE conversational speech. The duration of response time, the duration of silent periods, and the proportion of silent periods showed a significant difference (P<.001) and met the reference value r=0.1 (small) of the effect size. Additionally, filler periods (P<.01) and the proportion of fillers (P=.02) showed a significant difference; however, these did not meet the reference value of the effect size. In contrast, we obtained significant differences in 16 (94%) of 17 types of features obtained from the everyday conversations with the humanoid robot. The duration of response time, the duration of speech periods, jitter (local, relative average perturbation [rap], 5-point period perturbation quotient [ppq5], difference of difference of periods [ddp]), shimmer (local, amplitude perturbation quotient [apq]3, apq5, apq11, average absolute differences between the amplitudes of consecutive periods [dda]), and F0cov (coefficient of variation of the fundamental frequency) showed a significant difference (P<.001). In addition, the duration of response time, the duration of silent periods, the filler period, and the proportion of fillers showed significant differences (P<.05). However, only jitter (local) met the reference value r=0.1 (small) of the effect size. In the automatic classification experiment for the classification of participants into CN and MCI groups, the results showed 66.0% accuracy in the MMSE conversational speech and 68.1% accuracy in everyday conversations with the humanoid robot. CONCLUSIONS: This study shows the possibility of early and simple screening for patients with MCI using prosodic and acoustic features from everyday conversations with a humanoid robot with the same level of accuracy as the MMSE.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,003
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,006
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Observationnel · Signal consensuel: Observationnel
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,003
Score d'incertitude au seuil0,014

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0030,006
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,000
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0020,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,270
Tête enseignante GPT0,501
Écart entre enseignants0,231 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeObservationnel
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations14
Publié2022
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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