نظام اكتشاف التوحد لدى الأطفال باستخدام الذكاء الاصطناعي وRaspberry Pi

تطوير نظام ذكي يعتمد على تقنيات الذكاء الاصطناعي (AI) والتعلم العميق (Deep Learning) لتحليل سلوك الأطفال داخل الفصول الدراسية أو الحضانات واكتشاف السلوكيات التي قد تشير إلى اضطراب طيف التوحد في مرحلة مبكرة، باستخدام تقنيات الرؤية الحاسوبية (Computer Vision) وكاميرا متصلة بجهاز Raspberry Pi لمعالجة البيانات في الوقت الحقيقي.

التقنيات والأدوات المستخدمة:

لغة البرمجة: Python

مكتبات الذكاء الاصطناعي: TensorFlow / Keras

معالجة الصور والرؤية الحاسوبية: OpenCV

نماذج التعلم العميق (CNN – Convolutional Neural Networks) لتحليل الصور

جهاز Raspberry Pi لتشغيل النموذج ومعالجة الفيديو

كاميرا لمراقبة الأطفال داخل الفصل

Telegram Bot API لإرسال التنبيهات الفورية

تقنيات Real-Time Video Processing

طريقة تنفيذ المشروع:

بدأ المشروع بجمع وتجهيز مجموعة بيانات (Dataset) تحتوي على صور لسلوكيات مختلفة للأطفال داخل البيئة التعليمية مثل المدرسة أو الحضانة.

تم تقسيم البيانات إلى فئتين رئيسيتين:

أطفال يظهرون سلوكًا تفاعليًا طبيعيًا مع الآخرين.

أطفال يظهرون سلوكًا انعزاليًا أو غير تفاعلي قد يكون مؤشرًا على التوحد.

بعد ذلك تم تنفيذ مراحل معالجة البيانات (Data Preprocessing) مثل:

تنظيف البيانات

تغيير حجم الصور (Image Resizing)

زيادة البيانات (Data Augmentation) لتحسين دقة النموذج

ثم تم تدريب نموذج Deep Learning من نوع CNN باستخدام مكتبات TensorFlow وKeras ليتمكن من تعلم الأنماط البصرية المرتبطة بالسلوكيات المختلفة للأطفال.

بعد اكتمال التدريب وتحقيق دقة جيدة، تم تصدير النموذج (Model Export) وتهيئته للعمل على جهاز Raspberry Pi ليتناسب مع قدراته الحاسوبية.

تم ربط الكاميرا بجهاز Raspberry Pi ليقوم النظام بالتقاط الفيديو بشكل مستمر، ثم يتم تحليل الإطارات (Frames) في الوقت الحقيقي باستخدام النموذج المدرب.

عند اكتشاف سلوك قد يشير إلى التوحد، يقوم النظام بتحديد الطفل داخل الصورة باستخدام Bounding Box ثم يرسل تنبيهًا فوريًا عبر Telegram Bot يحتوي على الصورة والتنبيه للمشرف أو المعلم.

أهمية وفائدة المشروع:

يساعد هذا النظام في الاكتشاف المبكر للسلوكيات المرتبطة بالتوحد داخل الفصول الدراسية، مما يساهم في دعم المعلمين وأولياء الأمور لاتخاذ الإجراءات المناسبة مبكرًا وتحسين فرص التدخل العلاجي.

استخدامات المشروع:

الحضانات ورياض الأطفال

المدارس الابتدائية

مراكز التربية الخاصة

الأبحاث المتعلقة بسلوك الأطفال وتحليل التفاعل الاجتماعي