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Neonati, l’intelligenza artificiale aiuta a capire cosa c’è dietro il pianto

COSA PROVA un neonato quando piange? Ha fame, sonno oppure è infastidito da qualcosa? Queste domande tormentano spesso neogenitori, ma anche pediatri e altri caregiver. Che, a volte, di fronte al bebè inconsolabile non sanno come comportarsi e quali strategie – o anche cure mediche – adottare. Per questo, oggi, un gruppo di ricerca coordinato dalla Northern Illinois University ha realizzato una tecnologia, in particolare un algoritmo basato sull’intelligenza artificiale, che è in grado di distinguere vari tipi di pianto e che potrebbe rivelarsi utile per migliorare la cura dei piccolissimi. I risultati dello studio sono pubblicati sulla rivista IEEE/CAA Journal of Automatica Sinica (Jas).

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Il pianto, un vero e proprio linguaggio
Per il neonato il pianto è la prima e principale forma di comunicazione. In questo ambito, solo l’esperienza può aiutare a capire cosa vuole dirci. Solitamente gli operatori sanitari esperti e anche i genitori, dopo aver acquisito una sufficiente conoscenza del bebè, riescono a capire, quando piange, di che “tipo di lacrime” si tratta, se sono di rabbia, se il piccolo ha fame, se ha bisogno di essere cambiato oppure se c’è qualcosa che non va come un mal di pancia o qualche altro problema.

Ma questa comprensione non sempre avviene e soprattuto nelle prime settimane si può avere difficoltà a capire le esigenze del piccolo. Per questo i ricercatori oggi hanno pensato di identificare alcuni elementi sonori e vocali che aiutano a decodificare il pianto. “Come in un linguaggio speciale, molte informazioni legate alla salute sono contenute nei vari suoni di pianto”, ha spiegato la ricercatrice Lichuan Liu, prima autrice del paper. “Queste differenze sono rappresentate da diverse caratteristiche nei segnali sonori. Per riconoscere e acquisire le informazioni, dobbiamo estrarre questi elementi”. L’obiettivo finale, aggiunge l’autrice, è quello di avere bambini ancora più in salute e ridurre la pressione che colpisce i genitori e altri caregiver.

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L’algoritmo
Gli autori hanno studiato il pianto di un gruppo di bambini all’interno di un’unità di terapia intensiva neonatale mediante un algoritmo di intelligenza artificiale basato sul riconoscimento vocale automatico. Per analizzare e classificare i segnali sonori gli autori hanno utilizzato una particolare tecnica, detta “compressed sensing”, che consente di acquisirli in maniera più efficiente. Il metodo ricostruisce un segnale sulla base di una serie di dati ed è particolarmente utile quando i suoni vengono registrati in ambienti rumorosi.

Gli scienziati, poi, hanno chiesto alle infermiere neonatali di indicare il significato di alcuni dei suoni del pianto rilevati attraverso le tecnologie. Ad esempio il forte e netto “neh” indica spesso che il bambino ha fame e viene generato quando la lingua viene spinta sul palato e il neonato ha il riflesso della suzione, indica che il piccolo ha fame. Mentre un acuto “heh” indica altre necessità e viene prodotto dal bimbo quando ha freddo, ha bisogno di essere cambiato o vuole cambiare posizione.

Le emozioni legate al pianto
Mettendo insieme i dati dell’algoritmo e le informazioni del personale esperto, i ricercatori hanno identificato varie emozioni e sensazioni legate al pianto, quali la fame, il sonno, il bisogno di essere cambiato, il richiamo per ottenere attenzioni e la presenza di un fastidio o un dolore. In particolare, gli autori sono riusciti, attraverso l’algoritmo, a distinguere due tipi di pianto: un pianto “normale”, che include le prime quattro sensazioni (fame, sonno, bisogno di essere cambiato e di ricevere attenzioni) e un pianto anomalo, che è legato a una percezione di un fastidio e che può anche essere associato alla presenza di un disturbo passeggero o di una vera e propria patologia.

L’algoritmo è stato in grado di distinguere i due tipi di pianto ed è risultato indipendente dal singolo neonato. Per questo, concludono gli autori, il sistema potrebbe essere utilizzato anche in uno scenario pratico più ampio per aiutare gli adulti e gli specialisti a comprendere perché il bambino sta piangendo e quanto è urgente la sua richiesta.  

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