Wenn mein 8 Monate alter Junge weint, frage ich ihn, ob er hungrig oder nass ist oder nur eine kleine Umarmung braucht.
"Babububuu", sagt er.
Was ich brauche, ist ein Baby-Cry-Übersetzer. Und genau das sagt ein Forscherteam, das sie entwickelt haben.
„Erfahrene Krankenschwestern oder Kinderärzte können feststellen, warum ein Baby weint, weil sie Erfahrung haben“, sagte Lichuan Liu, Professorin für Elektrotechnik an der Northern Illinois University, die am Digital Signal Processing Laboratory forschte, wo sie Direktorin ist. "Wir haben mit ihnen gesprochen und sie haben erwähnt, dass es basierend auf dem Klang des Schreis einige Hinweise gibt."
Also machte sich Liu daran, die Merkmale von Schreien zu identifizieren, die helfen können, sie als Ausdruck von Schmerz oder Unbehagen zu kennzeichnen. Zu diesen Merkmalen gehören Unterschiede in Tonhöhe und Frequenz. Das Team entwickelte dann einen Algorithmus, der auf automatischer Spracherkennung basiert, um diese Merkmale zu erkennen und zu identifizieren. Dieser „Algorithmus zur Erkennung der Schrei-Sprache“ wurde anhand von Aufzeichnungen von Babyschreien aus der Neugeborenen-Intensivstation eines Krankenhauses trainiert. Dabei wird die komprimierte Abtastung verwendet, bei der ein Signal anhand unvollständiger Daten rekonstruiert wird. Dies ist erforderlich, um Geräusche in lauten Umgebungen zu identifizieren. Es kann einen Babyschrei vor dem Hintergrund von beispielsweise Erwachsenenreden oder lauten Fernsehgeräuschen oder plappernden Kleinkindern identifizieren - das heißt der tatsächlichen Umgebung, in der Babys leben. Durch Klassifizieren verschiedener Schreieigenschaften wie Tonhöhe kann der Algorithmus vorschlagen, ob der Schrei auf Krankheit oder Schmerz zurückzuführen ist, und den Grad der Dringlichkeit identifizieren.
Das Team hatte erfahren, dass pädiatrische Leistungserbringer 48 Babyschrei-Aufzeichnungen auf wahrscheinliche Ursachen für Schreien hin untersuchten - Hunger, Müdigkeit, Gasschmerzen usw. Anschließend verglichen sie diese mit den Bewertungen des Algorithmus. Der Algorithmus stimmte zu 70 Prozent mit den Menschen überein.
Liu hofft, mit der Industrie eine Partnerschaft eingehen zu können, um eine Baby-Schrei-Erkennungsmaschine für neue Eltern zu entwickeln. Sie und ihr Team haben ein Patent für ihre Technologie angemeldet.
"Sie können herausfinden, warum [das Baby] weint, und geeignete Techniken anwenden, um Ihr Baby zu beruhigen", sagt sie. "Wenn es dann etwas ganz Besonderes ist, kann man verstehen, dass es vielleicht ein Notfall ist."
Sogenannte "ungewöhnliche Schreie" - Anzeichen von Schmerz oder Krankheit - seien oft sehr hoch und im Vergleich zu gewöhnlichem Weinen sehr laut, sagt Liu. Das Erkennen dieser Schreie kann auch in einem Krankenhaus hilfreich sein, um Ärzten und Krankenschwestern zu helfen, schnell herauszufinden, welche Babys sofortige Aufmerksamkeit benötigen. Schreie können auch als vorläufiges Diagnoseinstrument für Probleme wie Chromosomenanomalien oder einfach zum Erkennen häufiger Probleme wie Koliken verwendet werden. Die Forschung wurde letzten Monat in der Zeitschrift IEEE / CAA Journal of Automatica Sinica veröffentlicht .
Die Entwicklung von KIs zur Erkennung menschlicher Emotionen ist eine Herausforderung, sagt Julia Rayz, Professorin für Computer- und Informationstechnologie an der Purdue University, wo sie Mensch-Computer-Kommunikation studiert.
"Denken Sie, wie schwierig es für einen Menschen ist, Gefühle bei jemandem zu erkennen, den er nicht kennt", sagt sie. „Vergleichen Sie es damit, wie viel einfacher es ist, eine Emotion zu erkennen, wenn wir eine Person kennen. Ein Computer muss das Gleiche denken, mit der Ausnahme, dass er die Informationen in der Regel populationsübergreifend verallgemeinert. Für jemanden, der scheint, als würde er in seiner neutralen Phase lächeln, könnte ein Computer sagen, dass das Gesicht der Person ein echtes Lächeln zeigt - eine Korrelation mit dem Glück -, obwohl es nicht wahr ist. Dasselbe gilt für das Unglück. "
Liu und ihr Team trainieren die Technologie weiterhin für eine höhere Genauigkeit. Sie planen auch, weitere Funktionen hinzuzufügen, beispielsweise die Fähigkeit, Bewegungen und Gesichtsausdrücke zu identifizieren und zu klassifizieren. Dies könnte dazu beitragen, den emotionalen und physischen Zustand eines Babys genauer zu erfassen. Sie hoffen auch, menschliche Versuche zu beginnen; Bisher wurde der Algorithmus nur an aufgezeichneten Schreien getestet.
"Meine Jungs sind 10 und 4, also keine Babys mehr, aber ich erinnere mich noch", sagt Liu. "Also, wenn ich irgendetwas tun könnte, um neuen Eltern wie meinem Mann und mir selbst zu helfen ... Wir möchten wirklich, dass dies ein echtes Produkt ist, das die Leute benutzen können, wenn sie es brauchen."
