Kun 8 kuukautta vanha itkee, kysyn häneltä, onko hän nälkäinen, märkä vai tarvitseeko hän vain halua.
”Babububuu”, hän sanoo.
Tarvitsen vauvahuuto kääntäjän. Ja sitä juuri tutkijaryhmä sanoo kehittäneensä.
"Kokeneet sairaanhoitajat tai lastenlääkärit voivat tunnistaa miksi vauva itkee, koska heillä on kokemusta", sanoo Pohjois-Illinoisin yliopiston sähkötekniikan professori Lichuan Liu, joka suoritti tutkimuksen digitaalisen signaalin prosessointilaboratoriossa, jossa hän on johtaja. "Puhuimme heille, ja he mainitsivat, että itkun äänen perusteella on joitain vihjeitä."
Joten Liu ryhtyi tunnistamaan itkujen piirteet, jotka voivat auttaa merkitsemään niitä tuskana tai epämukavuutena. Nämä ominaisuudet sisältävät sävelkorkeuden ja taajuuden erot. Ryhmä kehitti sitten automaattiseen puheentunnistukseen perustuvan algoritmin näiden ominaisuuksien havaitsemiseksi ja tunnistamiseksi. Tämä ”itkukielen tunnistusalgoritmi” on koulutettu sairaalan vastasyntyneiden tehohoitoyksiköstä otettujen vauvahuutojen tallennuksiin. Se käyttää kompressoitua havaitsemista, prosessia, joka rekonstruoi signaalin epätäydellisen datan perusteella, mikä on tarpeen meluisissa ympäristöissä tapahtuvien äänien tunnistamiseksi. Se voi tunnistaa vauvan itkun esimerkiksi aikuisten puheiden tai kovien televisioäänien tai haukkaavien taaperoiden taustalla - toisin sanoen vauvojen todellisessa ympäristössä. Luokittelemalla erilaisia itkuominaisuuksia, kuten sävelkorkeutta, algoritmi voi osoittaa johtuuko itkemä sairaus vai kipu, ja tunnistaa kiireellisyysasteen.
Ryhmä oli kokenut lastenhoidon tarjoajien arvioinut 48 vauvan itkua koskevaa tallennetta itkujen todennäköisiksi syiksi - nälkä, väsymys, kaasukipu jne. - Sitten he vertasivat näitä algoritmin arvioihin. Algoritmi sopi ihmisten kanssa 70 prosenttia ajasta.
Liu toivoo yhteistyökumppaneina teollisuuden kanssa kehittää vauva-itkujen tunnistuskone uusille vanhemmille. Hän ja hänen tiiminsä ovat hakeneet patenttia tekniikkaansa.
"Voit selvittää, miksi [vauva] itkee, ja käyttää sopivia tekniikoita rauhoittamaan vauvaasi", hän sanoo. "Sitten jos se on jotain todella erityistä, voit ymmärtää, että se on hätätapaus."
Ns. Epätavalliset itkusignaalit - kivun tai sairauden merkit - ovat usein erittäin korkeat ja erittäin kovat verrattuna tavallisiin itkuihin, Liu sanoo. Näiden itkujen tunnistamisesta voi olla apua myös sairaalassa, jotta lääkärit ja sairaanhoitajat voivat nopeasti selvittää, mitkä vauvat tarvitsevat välitöntä huomiota. Itkuja voidaan käyttää myös alustavina diagnostiikkavälineinä ongelmiin, kuten kromosomaalisiin poikkeavuuksiin, tai yksinkertaisesti tunnistamaan yleisiä aiheita, kuten koliikkia. Tutkimus julkaistiin viime kuussa lehdessä IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica .
AI: ien kehittäminen ihmisten tunneiden havaitsemiseksi on haastavaa, sanoo Puriaen yliopiston tietokone- ja tietotekniikan professori Julia Rayz, jossa hän opiskelee ihmisen ja tietokoneen välistä viestintää.
"Ajattele, kuinka vaikeaa ihmisen on tuntea tunteet jonossa, jota he eivät tunne", hän sanoo. “Vertaa sitä siihen, kuinka paljon helpompaa on tunnistaa tunne, kun tunnemme henkilön. Tietokoneen on mentävä ajattelemaan samaa asiaa, paitsi että se yleensä yleistää tiedot väestöjen kesken. Joten jollekin, joka näyttää hymyilevän neutraalissa vaiheessaan, tietokone voi sanoa, että henkilön kasvot osoittavat aitoa hymyä - korrelaatiota onnellisuuteen -, vaikka se ei ole totta. Sama onnettomuuden kanssa. ”
Liu ja hänen tiiminsä jatkavat tekniikan koulutusta suuremman tarkkuuden saavuttamiseksi. He aikovat myös lisätä uusia ominaisuuksia, kuten kyky tunnistaa ja luokitella liikkeet ja ilme. Tämä voi auttaa antamaan yksityiskohtaisemman kuvan vauvan emotionaalisesta ja fyysisestä tilasta. He myös toivovat aloittavansa ihmiskokeet; toistaiseksi algoritmia on testattu vain tallennetuilla itkuilla.
"Poikani ovat 10 ja 4, joten he eivät ole enää vauvoja, mutta muistan silti", Liu sanoo. "Joten jos voin tehdä jotain auttaakseni uusia vanhempia, kuten mieheni ja minä ... Haluamme todella tämän olevan todellinen tuote, jota ihmiset voivat käyttää tarvittaessa."
