Nauka

Algorytm podpowie, dlaczego niemowlę płacze

Algorytm podpowie, dlaczego niemowlę płacze

Naukowcy sprawdzili, czy komputerowy algorytm można nauczyć rozpoznawania dźwięków wydawanych przez dzieci i na tej podstawie interpretować ich samopoczucie. Okazało się, że można. Naukowcy sprawdzili, czy komputerowy algorytm można nauczyć rozpoznawania dźwięków wydawanych przez dzieci i na tej podstawie interpretować ich samopoczucie. Okazało się, że można. Tim Bish / Unsplash
Rodzice wiedzą aż za dobrze, jak frustrujące jest zgadywanie, dlaczego dziecko płacze. Jest zmęczone, głodne czy może chore? Odczyta to sztuczna inteligencja.

Płacz dziecka to dla rodziców jedno z trudniejszych doświadczeń. Gdy dziecko – a szczególnie niemowlę – płacze, trudno orzec, czy to oznaka znudzenia, zmęczenia, niewygody czy może choroby. Odczytanie intencji niemowlaka jest trudne. Choć, nawiasem mówiąc, możliwe, że taki też był zamysł ewolucji: aby zwiększyć szanse małego dziecka na przeżycie, powinniśmy reagować na każdy sygnał o jego dyskomforcie, dlatego każdy płacz powinien stawiać nas na równe nogi.

Z czasem opiekunowie uczą się rozpoznawać różne rodzaje płaczu i adekwatnie reagować na potrzeby dziecka. Tu świeżo upieczeni rodzice mają trudniej, przewagę zaś ci doświadczeni. A z racji liczby dzieci, z którymi się styka, najwięcej praktyki w tej materii powinien mieć personel medyczny.

Czytaj także: Mowa niemowlęcia. Jak się komunikuje ze światem?

Informacje zakodowane w płaczu dziecka

To właśnie pielęgniarki i lekarze naprowadzili badaczy z Northern Ilinois University na trop, twierdząc, że są w stanie rozpoznać (przynajmniej częściowo) potrzeby płaczących niemowląt. Naukowcy postanowili sprawdzić, czy komputerowy algorytm można nauczyć rozpoznawania dźwięków wydawanych przez dzieci i przypisywania im określonych stanów. Okazało się, że tak. „Niczym w specjalnym języku, w różnych rodzajach płaczu dziecka zakodowane jest mnóstwo informacji związanych ze zdrowiem. Różnice pomiędzy sygnałami dźwiękowymi niosą informację” – tłumaczy Lichuan Liu, współautorka pracy i kierowniczka Laboratorium Przetwarzania Sygnałów Northern Illinois University.

Czytaj także: Co mówią niemowlęta

Algorytm analizował nagrania płaczu kilkudziesięciu noworodków z oddziału intensywnej opieki szpitalnej i ocenę ich stanu według personelu medycznego, który stwierdzał, czy płacz oznacza „głodny”, „zmiana pieluchy”, „potrzebuję uwagi”, „śpiący” czy „większy dyskomfort” (wskazujący na chorobę lub ból). Pierwsze cztery stany uznano za normalne, a ostatni za wymagający interwencji.

Algorytm wie, kiedy i jak szybko dziecko nas potrzebuje

Oprogramowanie było w stanie wskazać, czy płacz wymaga interwencji i jak szybko trzeba zareagować. Algorytm zgadzał się w ocenie z opinią opiekunów w większości (70 proc.) przypadków. Najprościej ujmując, gdy dziecko coś boli lub gdy jest chore, płacze głośniej i wydaje wyższe dźwięki. Wychwycenie tego przez maszynę wymaga jednak czasu na naukę i odpowiedniej kompresji danych, bowiem sygnał jest „rzadki” (jest w nim mało elementów znaczących), a do tego zakłócany przez dźwięki z otoczenia.

Badacze mają nadzieję, że ich algorytm w przyszłości znajdzie zastosowanie w medycynie. „Naszym celem są zdrowsze dzieci i mniejszy stres rodziców i opiekunów”, mówi Liu. „Poszukujemy teraz szpitali i badawczych ośrodków medycznych, aby zebrać więcej danych, i mamy nadzieję, że uda nam się stworzyć produkt, który znajdzie wykorzystanie w praktyce klinicznej”, dodaje. Badacze swój algorytm już opatentowali.

Czytaj więcej: Czy bać się teraz o dzieci?

Czy maszyny rozumieją emocje?

Wykładowca informatyki i technologii komputerowych Purdue University Juliza Rayz komentuje dla magazynu „Smithsonian”, że wykrywanie emocji przez maszyny jest szczególnie trudne. „Pomyślmy o tym, jak ciężko jest nam rozpoznać emocje osoby nieznajomej. I porównajmy to z tym, o ile łatwiej jest rozpoznać je, gdy kogoś znamy. Komputerowe programy muszą osiągnąć to samo, tyle że zwykle uczą się na danych zebranych z całej populacji”.

Liu i jej zespół zamierzają teraz udoskonalić algorytm i dodać możliwość rozpoznawania ruchów ciała i mimiki twarzy. Naukowcy planują też testy na żywo – dotychczas pracowali na nagraniach. Sama badaczka zaś dodaje, że choć jej dzieci mają już 4 i 10 lat, nadal pamięta, gdy były niemowlętami. I chętnie opracuje produkt, który ułatwi życie rodzicom.

Czytaj także: Jak wychować dziecko w weekend

Więcej na ten temat
Reklama

Czytaj także

Rynek

Wojna wódki z piwem

Wódka z piwem toczą wojnę. Obie strony uzbrojone w opinie, ekspertyzy i badania starają się skłonić państwo, żeby wreszcie zrobiło z konkurentem porządek. Od czasów wojny masła z margaryną takiego konfliktu na polskim rynku nie było.

Adam Grzeszak
16.07.2019
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną