Gli scienziati dell'Università Nazionale di Scienza e Tecnologia di Seul, guidati dal professore associato Kim Song Eun, hanno creato un sistema che, grazie alla registrazione di un normale microfono del telefono, riconosce i suoni allarmanti nei polmoni dei bambini da 0 a 6 anni.
La difficoltà principale era che le reti neurali vengono di solito addestrate su registrazioni effettuate con stetoscopi elettronici. Il telefono, invece, percepisce il suono in modo del tutto diverso: ha un altro microfono e altre impostazioni. Perciò il modello che funziona bene con lo stetoscopio, sulle registrazioni fatte con il telefono comincia a sbagliare.
Per rimediare, i ricercatori hanno fatto due passi. Dapprima hanno elaborato le registrazioni del telefono: hanno eliminato le alte frequenze superflue e ridotto la qualità del suono perché si avvicinasse a quella dello stetoscopio. Poi hanno aggiunto un modulo speciale che aiuta il modello a comprendere meglio il suono «telefonico». Questa modifica è stata integrata nel sistema che già sapeva analizzare i suoni.
Per l'addestramento sono stati raccolti i dati di 611 bambini. Per 147 di loro le registrazioni sono state fatte sia con lo stetoscopio sia con il telefono negli stessi punti. Separatamente, il sistema è stato verificato su 48 bambini registrati solo con il telefono in un altro luogo.
Il risultato è stato buono. Sulle registrazioni principali fatte con il telefono il sistema riconosceva correttamente i problemi con una precisione di circa 80%. Il modello addestrato solo sulle registrazioni telefoniche funzionava peggio. E se si mescolano semplicemente i dati dello stetoscopio e del telefono senza un'elaborazione speciale, il risultato era ancora più debole.
Sulle registrazioni nuove, «estranee», il sistema ha mantenuto comunque una precisione normale. Invece il modello addestrato solo sullo stetoscopio ha quasi smesso del tutto di funzionare. Senza un adattamento speciale, il passaggio da un dispositivo all'altro è quasi impossibile.
Gli autori sottolineano che non si tratta di un sostituto del medico, ma di un assistente. Il sistema può suggerire che qualcosa è cambiato tra una visita e l'altra, ma la decisione finale spetta sempre al pediatra.
Perché è importante? Lo stetoscopio è il modo principale per controllare i polmoni, ma per farlo bisogna andare dal medico. Gli stetoscopi elettronici sono costosi, mentre lo smartphone ce l'hanno quasi tutti. L'individuazione precoce dei problemi respiratori nei bambini piccoli è particolarmente importante, perché le condizioni possono peggiorare rapidamente.
Questo lavoro prosegue le ricerche precedenti dello stesso gruppo. In passato avevano già presentato il prototipo di un'applicazione che registra i suoni e li invia a un server per l'analisi. Ora il sistema affronta meglio le diverse condizioni di registrazione.
Per i genitori la conclusione principale è semplice: una tecnologia del genere è un motivo per seguire il bambino con maggiore attenzione, non un motivo per rimandare la visita dal medico. Se il bambino tossisce o respira con difficoltà, la decisione spetta sempre allo specialista.
