Ogni genitore conosce la frustrazione di rispondere al pianto di un bambino, chiedendosi se il loro bambino ha fame, bagnato, stanco, bisognoso di un abbraccio, o forse anche nel dolore. Un gruppo di ricercatori negli Stati Uniti ha ideato un nuovo metodo di intelligenza artificiale in grado di identificare e distinguere tra segnali di pianto normali e anormali, come quelli derivanti da una malattia di base. Il metodo, basato su un algoritmo di riconoscimento del linguaggio grido, promette di essere utile ai genitori a casa così come nelle strutture sanitarie, come i medici possono usarlo per discernere le grida tra i bambini malati.

La ricerca è stata pubblicata nel numero di maggio di IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica ( JAS ), una pubblicazione congiunta dell'IEEE e dell'Associazione cinese di automazione.

Operatori sanitari esperti e genitori esperti possono distinguere in modo abbastanza accurato tra i molti bisogni di un bambino in base ai suoni di pianto che emette. Mentre il pianto di ogni bambino è unico, condividono alcune caratteristiche comuni quando derivano dalle stesse ragioni. Identificare i modelli nascosti nel segnale del pianto è stata una grande sfida, e le applicazioni di intelligenza artificiale hanno ora dimostrato di essere una soluzione appropriata in questo contesto.

La nuova ricerca utilizza uno specifico algoritmo basato sul riconoscimento vocale automatico per rilevare e riconoscere le caratteristiche del pianto infantile. Per analizzare e classificare tali segnali, il team ha utilizzato il rilevamento compresso come un modo per elaborare i big data in modo più efficiente. Il rilevamento compresso è un processo che ricostruisce un segnale basato su dati sparsi, ed è particolarmente utile quando i suoni vengono registrati in ambienti rumorosi, che è dove di solito si verificano i pianti dei bambini. In questo studio, i ricercatori hanno progettato un nuovo algoritmo di riconoscimento del linguaggio del pianto in grado di distinguere i significati dei segnali di pianto normali e anormali in un ambiente rumoroso. L'algoritmo è indipendente dal singolo banditore, il che significa che può essere utilizzato in un senso più ampio in scenari pratici come un modo per riconoscere e classificare varie caratteristiche del pianto e capire meglio perché i bambini piangono e quanto urgenti sono i pianti.

"Come una lingua speciale, ci sono molte informazioni relative alla salute in vari suoni di pianto. Le differenze tra i segnali sonori effettivamente trasportano le informazioni. Queste differenze sono rappresentate da diverse caratteristiche dei segnali di grido. Per riconoscere e sfruttare le informazioni, dobbiamo estrarre le caratteristiche e quindi ottenere le informazioni in esso contenute, "dice Lichuan Liu, autore corrispondente e Professore Associato di Ingegneria Elettrica e Direttore del Laboratorio di Elaborazione dei Segnali Digitali il cui gruppo ha condotto la ricerca.

I ricercatori sperano che i risultati del loro studio possano essere applicabili a diverse altre circostanze di assistenza medica in cui il processo decisionale si basa fortemente sull'esperienza. "Gli obiettivi finali sono bambini più sani e meno pressione sui genitori e su chi si prende cura di loro, " dice Liu. "Stiamo valutando collaborazioni con ospedali e centri di ricerca medica, per ottenere più dati e input dello scenario dei requisiti, e speriamo di poter avere dei prodotti per la pratica clinica, "aggiunge.