Создан алгоритм, различающий крики младенцев

Американские исследователи из Колледжа Нью-Джерси создали искусственный интеллект, который различает и классифицирует крики младенцев. По их словам, алгоритм способен определить по звуку нужды ребенка. Работа опубликована в журнале Journal of Automatica Sinica.

Авторы использовали алгоритм, основанный на распознавании речи. Они выбрали методику сжатого зондирования (compressed sensing), которая позволяет получать и восстанавливать сигнал, используя знания о его предыдущих значениях, которые разрежены или сжаты.

Ученые проводили эксперименты в отделении интенсивной терапии новорожденных. Они наблюдали за 26 младенцами в возрасте от трех дней до шести месяцев, из них 11 — девочки. Специалисты при помощи опытных медсестер выделили пять основных криков, относящихся к голоду, сну, необходимости сменить подгузник, потребности во внимании и дискомфорту. Эти пять паттернов разделили на две категории: нормальную и ненормальную. Ко второй относится только недовольство дискомфортом, так как этот крик может свидетельствовать о боли. Для подтверждения верности установленных связей специалисты также анализировали невербальные и инстинктивные реакции детей. 

«Как и в случае с языком, в различных звуках, которые издают дети, содержится много информации о здоровье. Различия между звуковыми сигналами несут информацию. Эти различия представлены особенностями каждого отдельно взятого сигнала. Чтобы использовать информацию, мы должны связать особенности с реальной функциональной потребностью», — говорит ведущий автор статьи Лючуань Лю (Lichuan Liu). 

Для всех пяти категорий звуков исследователи определили характерные частоту и временной интервал. При помощи алгоритма они зафиксировали 151 «крик внимания», 137 «криков смены подгузника», 422 «крика голода», 79 «криков сна» и 182 «крика дискомфорта». В будущем они хотят провести более масштабные исследования, и если результаты подтвердятся, то искусственный интеллект можно будет использовать в медицинских учреждениях для более точного определения потребностей младенцев. 

До этого ученые из Пенсильванского университета (США) провели исследование, в котором участвовали чуть больше трех тысяч школьников из Китая. Они проследили за связью между дневным сном и состоянием ребенка, физическим и психологическим, и заметили, что дети, которые спали днем, имели более высокие показатели.