Caption: Researchers at the University of Washington have developed an algorithm for a smart speaker or smartphone lets the device detect the sound of agonal breathing and call for help. Credit: Sarah McQuate/University of Washington
Один из явных признаков сердечного приступа — прерывистое, хриплое, так называемое агональное дыхание. По статистике, оно возникает у половины людей, страдающих от остановки сердца.
В некоторых случаях спасти жизнь можно, своевременно проведя сердечно-легочную реанимацию. Однако, если человек в этот момент находится в доме один или же его супруга или супруг крепко спит, то шансов на спасение практически нет.
Исправить ситуацию взялись американские специалисты из Вашингтонского университета. Они разработали алгоритм для умных колонок, который способен автоматически распознать у пользователя сердечный приступ и позвать на помощь.
Как сообщается, в основе алгоритма лежит технология машинного обучения. Данные для тренировки ИИ ученые собрали в несколько этапов. Сначала они получили от службы скорой помощи Сиэтла 236 аудиозаписей дыхания людей, у которых позже подтвердился сердечный приступ (звонившие подносили телефон ко рту человека, чтобы диспетчеры смогли услышать, как он дышит, и определить, требуется ли ему сердечно-легочная реанимация).
Затем ученые на основе полученных аудиоклипов искусственным образом создали дополнительные записи, увеличив набор данных до 7316 образцов.
«Мы проигрывали аудиоклипы на разных расстояниях, чтобы смоделировать ситуации, когда пациент находится в разных местах спальни. Также мы добавляли различные мешающие звуки, такие как мяуканье кошек и лай собак, гудение автомобилей и кондиционера», – говорит автор работы Джастин Чэн.
В качестве контрольных данных исследователи взяли набор из 7305 записей звуков, регулярно издаваемых людьми во время сна. Эти аудиодорожки были записаны в ходе различных исследований сна и включали как обычное дыхание, так и храп и схожее с агональным дыханием апноэ.
После того, как алгоритм проанализировал все записи, получившуюся нейросеть воссоздали в качестве «способности» голосового помощника Alexa и проверили в ходе эксперимента, в котором умная колонка Amazon Echo располагалась на расстоянии до шести метров от динамика, проигрывающего звуки. Выяснилось, что программа способна верно распознать агональное дыхание в 97% случаев.
Особое внимание ученые уделили ложноположительным результатам, которых поначалу было около 0,14%, однако после усовершенствования алгоритма, в результате которого ИИ начал «бить тревогу» только после обнаружения двух событий, классифицированных как агональное дыхание, их число упало до нуля.
«Проблему ложноположительных результатов мы решили проработать отдельно, поскольку неправильно вызывать скорую помощь или тревожить близких пользователя без необходимости», — указывает Чан.
Теперь разработчики надеются доработать технологию и создать на ее основе приложение для различных «умных» гаджетов — не только для умных колонок, но и для смартфонов. Предполагается, что устройства с активированным алгоритмом будут располагаться в спальнях людей, у которых повышен риск возникновения сердечного приступа во сне. В отличие от медицинских сотрудников, ИИ сможет «дежурить» еженощно.
«Мы хотим создать бесконтактную систему, которая будет непрерывно проводить пассивный мониторинг на предмет возникновения агонального дыхания и предупреждать всех, кто находится рядом, чтобы они вовремя выполнили сердечно-легочную реанимацию. А если ответа не последует, устройство автоматически вызовет службу спасения», – рассказывает о будущем приложении соавтор работы Шьям Голлакота.
«При этом важно уточнить, что наше решение даже в нынешнем виде вполне способно работать на умной колонке локально, не завися от подключения к интернету», — добавляет он.
Напоследок отметим, что похожая система сейчас есть в умных часах Apple Watch: акселерометр в устройстве отмечает падение и предлагает пользователю вызвать скорую, а при отсутствии ответа — делает это самостоятельно.
Источник: Вашингтонский университет