I ricercatori hanno realizzato una macchina in grado di riprodurre i suoni del corpo umano per addestrare l’intelligenza artificiale: potrebbe trattarsi del futuro del rilevamento delle epidemie nelle comunità più svantaggiate
Un gruppo di scienziati ha realizzato una macchina progettata per fare qualcosa che la maggior parte delle persone non si aspetterebbe mai dalla tecnologia medica all’avanguardia: ascoltare ciò che accade in bagno.
Come spiegato qui, il dispositivo, che i ricercatori hanno chiamato Synthetic Human Acoustic Reproduction Testing machine — o S.H.A.R.T. — è un marchingegno ingegneristico dotato di pompe, ugelli e tubi che ricreano meccanicamente i suoni delle funzioni corporee umane. Lungi dall’essere una semplice curiosità, tuttavia, il progetto ha serie ambizioni mediche: addestrare l’intelligenza artificiale a individuare focolai di malattie analizzando l’acustica della minzione, della flatulenza e della defecazione.
Il team ha presentato i propri risultati alla conferenza annuale sulla fluidodinamica dell’American Physical Society, sebbene i risultati siano ancora in attesa di essere sottoposti a revisione.
Ascoltare dove i medici non possono
L’idea alla base del progetto è sorprendentemente pratica. I dati sulla salute auto-dichiarati sono notoriamente inaffidabili: le persone dimenticano, esagerano o semplicemente non notano i cambiamenti sottili nelle loro funzioni corporee. I ricercatori, con sede presso il Georgia Tech Research Institute (GTRI), volevano trovare un’alternativa completamente passiva e non invasiva.
“L’autovalutazione non è molto affidabile”, ha affermato David Ancalle, studente di ingegneria meccanica al Georgia Tech. “Stiamo cercando di trovare un modo non invasivo per consentire alle persone di ricevere una notifica che indichi se devono o meno sottoporsi a un controllo medico”.
Il sistema funzionerebbe abbinando un software di intelligenza artificiale a sensori acustici economici, monitorando silenziosamente l’attività in bagno e segnalando eventuali anomalie. Pensatelo come un rilevatore di fumo, ma per la salute dell’intestino.
Costruire la macchina
Per preparare l’IA erano necessari dati di addestramento reali. Il team ha raccolto registrazioni audio e video disponibili pubblicamente di varie funzioni corporee, analizzando lo spettro di frequenza di ogni tipo di evento. Una volta addestrata, l’IA aveva bisogno di un modo affidabile per essere testata: ed è qui che è entrata in gioco la macchina SHART.
“C’è stata molta attenzione per ogni singolo suono”, ha detto Maia Gatlin, ingegnere aerospaziale presso il GTRI. “C’era un sottosistema per ogni suono su questa piccola macchina.”
Pompando acqua attraverso il dispositivo in modi accuratamente calibrati, la macchina ha riprodotto una gamma di emissioni umane con una fedeltà sufficiente da fungere da ambiente di test significativo. I risultati sono stati sorprendenti: l’IA ha identificato correttamente il giusto tipo di “evento di escrezione” con un’accuratezza del 98% nei primi test.
“In realtà funziona piuttosto bene”, ha osservato Gatlin.
Uno strumento per le comunità più vulnerabili del mondo
I ricercatori non stanno sviluppando questo strumento per ospedali high-tech. Il loro obiettivo sono le regioni con infrastrutture sanitarie fragili, dove le epidemie possono diffondersi rapidamente a causa di ritardi nella diagnosi.
Il colera, ad esempio, si diffonde rapidamente attraverso l’acqua contaminata e provoca una grave diarrea — spesso in comunità densamente popolate e con scarse risorse. Al momento della presentazione alla conferenza, era già in corso un’epidemia di colera ad Haiti.
“C’è un’epidemia e una recrudescenza ad Haiti proprio mentre parliamo”, ha detto Gatlin. Una diagnosi più rapida dei casi, ha aggiunto, potrebbe fare una differenza significativa nel contenere tali crisi.
L’idea è quella di un sistema in rete di sensori economici e basati sull’intelligenza artificiale distribuiti nelle aree colpite — che ascoltano silenziosamente, raccolgono dati e segnalano i primi segnali di allarme.
“Man mano che classifichiamo questi eventi, possiamo iniziare a raccogliere quei dati”, ha spiegato Gatlin. “Può dire: ‘Ehi, stiamo assistendo a un’epidemia di molti casi di diarrea’. A quel punto possiamo iniziare a diagnosticare rapidamente cosa sta succedendo in una zona”.
Progettato per essere accessibile
Fondamentalmente, il team si impegna a mantenere bassi i costi. La tecnologia è specificamente progettata per essere accessibile, non esclusiva.
“Non stiamo cercando di inventare attrezzature da milioni di dollari”, ha detto Ancalle. “Stiamo cercando di renderla accessibile a tutti, soprattutto perché il progetto si concentra su aree urbane con sistemi sanitari deboli. L’aspetto dell’accessibilità economica è molto importante per noi”.
Se la tecnologia continuerà a svilupparsi come sperato, i semplici rumori provenienti dal bagno potrebbero un giorno diventare uno dei più potenti sistemi di allerta precoce per la salute pubblica.