Výskum
Výskum v projekte EWA mal tri hlavné časti: získavanie dát, spracovanie dát s cieľom výberu parametrov rečového prejavu a vyhodnocovanie parametrov s cieľom rozlíšiť prejavy zdravých ľudí od ľudí s kognitívnymi poruchami.
O projekte
-
Neurodegeneratívne ochorenia ako Alzheimerova a Parkinsonova choroba sú globálnou zdravotnou, ekonomickou a sociálnou hrozbou. Odhaduje sa, že až vyše 40 miliónov ľudí na svete a vyše 60 tisíc na Slovensku žije s Alzheimerovou chorobou a zviazanými poruchami – najbežnejšou triedou neurodegeneratívnych ochorení. Očakáva sa, že toto číslo v nasledujúcich rokoch a dekádach dramaticky porastie. Na tieto choroby zatiaľ neexistujú liečebné terapie a tiež základné mechanizmy vzniku týchto ochorení zostávajú väčšinou neznáme.
Príznaky neurodegeneratívnych ochorení sa prejavujú aj v spôsobe a kvalite rečového prejavu postihnutého človeka. Klesá slovná zásoba, reč je pomalšia a menej významová, tzv. prázdna. Preto AXON PRO zrealizoval inovatívny projekt, ktorého cieľom bolo prostredníctvom analýzy rečových prejavov zistiť, či sa u jedinca nachádzajú príznaky uvedených ochorení. Vyvinuli sme mobilnú aplikáciu, ktorá hravou formou navedie človeka aby popísal obrázky, ktoré na telefóne uvidí. Samozrejme, na tento účel sa počíta s použitím moderných smartfónov, ktoré však už dnes vlastnia aj starší ľudia, prípadne sa môže použiť mobil mladších príbuzných, či známych.
-
Ide o interdisciplinárny výskumný a vývojový projekt, ktorý integruje do jednej aplikácie odborné znalosti psychológov, neurológov a viacerých profesií IT špecialistov.
Získavanie dát
V spolupráci s odborníkmi z oblasti neurológie a psychológie bolo potrebné vytvoriť metodiku, ktorá sa zaoberala navrhnutím obrázkov vhodných pre tento účel, určením základných charakteristík nahrávania, kategorizácie zdravých a chorých a priebežnou optimalizáciou stanovenej metodiky. Následne sa vyvíjala intuitívna aplikácia, ktorá zbierala dáta nahrávaním rečových prejavov osôb popisujúcich obrázky.
Spracovanie dát
V spontánnej reči sa objavujú okrem slov aj iné zvukové prejavy ako smiech, hmkanie, kašlanie, pauzy a pod. Anotácia znamená ručný prepis hlasového prejavu do textu s vyznačením týchto sprievodných zvukových prejavov. Anotácie sú jednou z fáz pri príprave nástroja umelej inteligencie pre prevod reči do textu – ASR (Automatic Speech Recognition). Následne boli rečové prejavy podrobené akustickej analýze, ktorá vyťažila zo zvukových záznamov stovky parametrov ako dĺžka, hlasitosť, rôzne druhy frekvencií, farba hlasu a iné. Z lingvistickej analýzy sa určili tzv. NLP (Natural Language Processing) parametre ako počty plnovýznamových slov, rôznych slovných druhov, rôzne lexikálne a sémantické parametre.
Vyhodnocovanie parametrov
Z jednej nahrávky, ktorá obsahovala popis 65 obrázkov, teda 65 rozličných rečových prejavov vzniklo vyše 100 000 parametrov, ktoré boli použité v rôznych metódach počítačových algoritmov a umelej inteligencie ako lineárna regresia, Random Forest a neurónové siete. Pomocou týchto metód s vedomím toho, či išlo o nahrávku človeka zdravého alebo s diagnózou sa dosiahla schopnosť počítača rozlíšiť s vysokou pravdepodobnosťou o akú nahrávku ide. Ďalším výsledkom výskumu boli zaujímavé štatistické charakteristiky.