TLDR: Hlad, spánek anebo bolest – to jsou typické důvody dětského nářku. Nové strojové učení je dovede odhalit s vysokou pravděpodobností. Studie tu.

Otázka, co nedává spát

„Co ti je, co mám udělat? Máš hlad? Chceš spát? Nebo tě něco bolí?“ Tak často vypadá noční šichta nejedné rodiny nedlouho po narození potomka. Odpovědí je typicky jen další pláč a řešení problému metodou pokus – omyl. Možná až dodnes…

Luštění důvodu dětského pláče je paradoxem, který nám připomíná, jak dobře spolu dovedeme v dospělosti komunikovat pomocí našeho jazyka – a také, jak zranitelná lidská mláďata jsou. Co kdybychom však k dekódování mohli použít umělou inteligenci?

K dekódování jazyka dětí sedl tým Chuan-Yu Changa z Tchaj-wanu. Obecně platí, že verbální komunikace vnitřních stavů a emocí novorozeňat je z velké části reprezentována pláčem – výzkumníkům se ale podařilo vytvořit klasifikační systém, který dokáže dělit pláč do tří kategorií – hlad, ospalost, bolest. A identifikoval původce problémů až s přesností 92%!

Jak se jim to podařilo?

Mašina, co poslouchá

Zvuková nahrávka dítěte je nejprve upravena pre-processingem a čistý signál pláče je poté převeden Fourierovou transformací na jednotlivé složky frekvenční a časové domény. Aby to nebylo tak složité, tak je velké množství dat o signálu převedeno do menšího vektoru – v tom jsou jeho vybrané vlastnosti souvisejících s pláčem.

Z obou domén bylo extrahováno 15 vlastností, které byly použity k trénování klasifikátoru (metodou strojového učení s učitelem). Ze všech nahrávek byla polovina použita pro trénování klasifikátoru a druhá jím byla klasifikována. Použito bylo více než 400 standardizovaných nahrávek od 37 zdravých novorozeňat obou pohlaví a stáří od 1 do 10 dní.

Ale moment, co kontrola – jak zjistili sami vědci, jaký byl objektivní důvod pláče? Inu, stejně jako všichni rodiče od počátku dějin. Pláč způsobený hladem potvrdili tak, že plačící dítě po podání mléka plakat přestalo. Pláč způsobený ospalostí byl definován tak, že během něj dítě usnulo. Páč způsobený bolestí způsobili vědci sami vpichem podobným takovému jako při očkování (samozřejmě, výzkum byl schválen etickou komisí).

Pro úspěšnou klasifikaci (92 %) stačily pouze 4 vlastnosti z nahrávky– pro fajnšmekry se jedná o pík (výkmit?), kontrast, výšku a spektrální centroid. Přitom rozdíly mezi pohlavími nebyly významné. Znamená to tedy, že jsme na dosah překladače mezi novorozeňatštinou a řečí dospělců?

Nový jazyk

Tradičně platí, že jde o experimentální výzkum, ale nabízí se i rozšíření pokusu o nějakouappku, která by zlepšovala strojové učení na milionech účastníků. Nejde navíc o jediný pokus stejného druhu. Objevila se také další studieod jiného týmu, který dělá něco podobného jiným přístupem.

Druhý tým využil toho, že pláč může mít nějaký další obsah než jen, inu, pláč. Může se v něm tak vyskytovat citoslovce popisované jako shluky slov „neh“, „ow“, „heh“, „eir“ a „eh“. Řeší se také délka a intenzita podobných primitivních slůvek. Také tentokrát jsou výsledky optimistické, ale také ještě nejde o ultimátní překladač…

Ačkoliv technologie slibuje snížit nejasnosti rodičů nad původem dětského pláče, první, kdo by mohl technologii otestovat, by měli být spíše pediatři. Kdo si nad tím povzdechne, že by podobný překladač přetrhával další komunikaci rodičů s dítětem, dal by se argumentovat i opak – konečně budou dětskému pláči dospělci skutečně rozumět, a to nesníží jen stres rodičů, ale i stres dítěte!

[Lucie Ráčková]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je [email protected]