Als mijn 8 maanden oude huilt, vraag ik hem of hij honger heeft, nat is of gewoon een knuffel nodig heeft.
"Babububuu, " zegt hij.
Wat ik nodig heb is een baby huil vertaler. En dat is precies wat een team van onderzoekers zegt te hebben ontwikkeld.
"Ervaren verpleegkundigen of kinderartsen kunnen identificeren waarom een baby huilt omdat ze ervaring hebben", zegt Lichuan Liu, een professor in elektrotechniek aan de Northern Illinois University, die het onderzoek uitvoerde bij het Digital Signal Processing Laboratory waar ze directeur is. "We hebben met ze gepraat en ze zeiden dat er op basis van het geluid van de kreet enkele aanwijzingen zijn."
Dus ging Liu op zoek naar de kenmerken van kreten die ze kunnen helpen markeren als uitingen van pijn of ongemak. Deze functies omvatten verschillen in toonhoogte en frequentie. Het team ontwikkelde vervolgens een algoritme op basis van automatische spraakherkenning om deze functies te detecteren en identificeren. Dit "huiltaalherkenningsalgoritme" werd getraind op opnames van babykreten afkomstig van de neonatale intensive care-afdeling van een ziekenhuis. Het maakt gebruik van gecomprimeerde detectie, een proces dat een signaal reconstrueert op basis van onvolledige gegevens, wat nodig is om geluiden te identificeren die plaatsvinden in lawaaierige omgevingen. Het kan een baby huilen tegen een achtergrond van, bijvoorbeeld, volwassen spraak of luide televisiegeluiden of kabbelende peuters - dat wil zeggen de werkelijke omgevingen waar baby's leven. Door verschillende cry-functies, zoals pitch, te classificeren, kan het algoritme suggereren of de cry is te wijten aan ziekte of pijn, en de mate van urgentie identificeren.
Het team had ervaren pediatrische zorgverleners 48 opnames van babyhuilen beoordeeld op mogelijke oorzaak van huilen - honger, vermoeidheid, gaspijn, enz. Ze vergeleken deze vervolgens met de beoordelingen van het algoritme. Het algoritme was het 70 procent van de tijd met de mens eens.
Liu hoopt samen te werken met de industrie om een baby-herkenningsmachine voor nieuwe ouders te ontwikkelen. Zij en haar team hebben patent aangevraagd op hun technologie.
"Je kunt erachter komen waarom [de baby] huilt en geschikte technieken gebruiken om je baby te kalmeren, " zegt ze. "Als het dan iets heel speciaals is, begrijp je misschien dat het een noodgeval is."
Zogenaamde "ongewone huilsignalen" - tekenen van pijn of ziekte - zijn vaak erg hoog en erg luid in vergelijking met gewoon huilen, zegt Liu. Het identificeren van deze kreten kan ook nuttig zijn in een ziekenhuisomgeving, om artsen en verpleegkundigen te helpen snel uit te vinden welke baby's onmiddellijke aandacht nodig hebben. Kreten kunnen ook worden gebruikt als voorlopige diagnostische hulpmiddelen voor problemen zoals chromosomale afwijkingen, of gewoon om veelvoorkomende problemen zoals koliek te identificeren. Het onderzoek werd vorige maand gepubliceerd in het tijdschrift IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica .
Het ontwikkelen van AI's om menselijke emoties te detecteren is een uitdaging, zegt Julia Rayz, hoogleraar computer- en informatietechnologie aan de Purdue University, waar ze mens-computercommunicatie studeert.
"Bedenk hoe moeilijk het is voor een mens om emoties in iemand te herkennen die hij niet kent, " zegt ze. “Vergelijk het met hoeveel gemakkelijker het is om een emotie te herkennen wanneer we een persoon kennen. Een computer moet hetzelfde denken, behalve dat het meestal de informatie voor alle populaties generaliseert. Dus voor iemand die lijkt te glimlachen in zijn neutrale fase, kan een computer zeggen dat het gezicht van de persoon een oprechte glimlach toont - correlatie met geluk - terwijl het niet waar is. Hetzelfde met ongeluk. '
Liu en haar team blijven de technologie trainen voor een grotere nauwkeurigheid. Ze zijn ook van plan meer functies toe te voegen, zoals de mogelijkheid om beweging en gezichtsuitdrukkingen te identificeren en classificeren. Dit kan helpen om de emotionele en fysieke toestand van een baby gedetailleerder te lezen. Ze hopen ook met menselijke proeven te beginnen; tot nu toe is het algoritme alleen getest op opgenomen kreten.
"Mijn jongens zijn 10 en 4, dus ze zijn geen baby's meer, maar ik herinner het me nog steeds, " zegt Liu. "Dus als ik iets kan doen om nieuwe ouders zoals mijn man en mijzelf te helpen ... We willen echt dat dit een echt product is dat mensen kunnen gebruiken wanneer ze het nodig hebben."
