Giải mã tiếng khóc của trẻ sơ sinh – AI có thể giúp chúng ta hiểu ngôn ngữ của trẻ sơ sinh như thế nào

Ý tưởng sử dụng AI để giải mã ngôn ngữ im lặng của trẻ sơ sinh đang được chú ý, mang đến một bước đột phá tiềm năng trong việc hiểu nhu cầu của trẻ sơ sinh. Tiến sĩ Utpal Chakraborty khám phá cách công nghệ, đặc biệt là AI, có thể giúp cha mẹ và người chăm sóc hiểu rõ hơn tiếng khóc, cử chỉ và tín hiệu của trẻ sơ sinh, mở đường cho việc chăm sóc hiệu quả và nhân ái hơn.

Tiến sĩ Utpal Chakraborty cho biết ý tưởng sử dụng AI để giải mã ngôn ngữ của trẻ sơ sinh vẫn còn trong giai đoạn trứng nước, nhưng tiềm năng thì rất lớn.

Gần đây, tôi đã đi trên một chuyến bay dài, và một trải nghiệm đã khiến tôi vô cùng bàng hoàng. Ngồi ngay sau tôi là một cặp vợ chồng trẻ với cô con gái nhỏ của họ. Khoảng một giờ sau khi bắt đầu chuyến bay, cô bé bắt đầu khóc, và không có cách nào mà cha mẹ cô bé làm có vẻ có thể an ủi cô bé. Họ đã thử mọi cách, từ cho ăn đến ru cô bé, đến hát ru nhẹ nhàng. Nhưng tiếng khóc vẫn không ngừng.

Trong gần sáu giờ, tiếng khóc của cô bé vang khắp khoang máy bay. Các tiếp viên hàng không mang theo khăn ấm, kiểm tra nhiệt độ của cô bé và thậm chí còn đưa cho cô một chiếc nôi tạm thời. Tuy nhiên, không có gì có vẻ giúp ích, và mọi người xung quanh đều thấy rõ rằng có điều gì đó nghiêm trọng hơn đang xảy ra. Có một cảm giác bất lực rõ rệt. Khi những giờ trôi qua, nỗi đau của đứa trẻ sơ sinh trở nên tồi tệ hơn. Cơ thể nhỏ bé của cô bé bị giày vò bởi những tiếng khóc đau đớn hoặc khó chịu, nhưng không ai có thể hiểu chính xác những gì cô bé đang cố nói. Khi máy bay cuối cùng hạ cánh, cô bé đã được đưa đến bệnh viện. May mắn thay, cô bé đã được chăm sóc y tế kịp thời, nhưng thử thách đã để lại dấu ấn không thể phai mờ trong tâm trí tôi.

Trải nghiệm đó vẫn còn trong tôi. Rất lâu sau chuyến bay, tôi vẫn nghĩ về đứa trẻ sơ sinh đó, và câu hỏi đó cứ vang vọng trong tâm trí tôi: Tại sao chúng ta không thể hiểu được điều mà đứa trẻ đang cố nói với chúng ta? Trẻ sơ sinh không thể nói, nhưng chúng không im lặng. Chúng khóc, chúng quẫy đạp chân tay; chúng nhìn vào mắt bạn, cố gắng theo cách riêng của chúng để truyền đạt nhu cầu, nỗi sợ hãi và sự khó chịu của chúng. Tuy nhiên, mặc dù chúng ta đã có ý định tốt nhất, chúng ta thường không hiểu được chúng.

Là một người cha, tôi đã trải qua những khoảnh khắc tương tự khi con tôi khóc không ngừng, và tôi phải vật lộn để giải mã những gì chúng đang cố gắng truyền đạt. Đây là trải nghiệm chung của các bậc cha mẹ ở khắp mọi nơi, và nó thật đau lòng. Sẽ thế nào nếu có một cách để hiểu trẻ sơ sinh tốt hơn, giải mã tiếng khóc, chuyển động và cảm xúc của chúng một cách chính xác hơn? Công nghệ có thể giúp chúng ta thu hẹp khoảng cách này không?

Ngôn ngữ im lặng của trẻ sơ sinh

Ngay từ khi mới chào đời, trẻ sơ sinh đã giao tiếp. Không phải bằng lời nói, mà thông qua một loạt các tín hiệu – khóc, biểu cảm khuôn mặt, chuyển động cơ thể và thậm chí là thay đổi nhịp thở. Mỗi bậc cha mẹ đều học cách nhận ra những điều cơ bản: tiếng khóc đói, tiếng ngáp mệt mỏi, những nắm đấm nhỏ siết chặt trong sự thất vọng hoặc khó chịu. Nhưng đôi khi, các tín hiệu khó hiểu hơn nhiều và điều đó có thể dẫn đến đau khổ cho cả trẻ và người chăm sóc.

Các nhà nghiên cứu đã phát hiện ra rằng tiếng khóc của trẻ sơ sinh không phải là ngẫu nhiên. Nó có những kiểu mẫu riêng biệt, với sự khác biệt về cao độ, thời lượng và cường độ có thể chỉ ra nhiều nhu cầu hoặc sự khó chịu khác nhau. Ví dụ:

• Tiếng kêu có âm vực thấp, nhịp nhàng có thể báo hiệu bé đang đói.

• Tiếng kêu đột ngột, chói tai có thể báo hiệu cơn đau.

• Tiếng khóc ngắt quãng, khó chịu có thể cho thấy bé đang mệt mỏi hoặc khó chịu.

Nhưng nếu trong sự hỗn loạn của cuộc sống hàng ngày, chúng ta bỏ lỡ những tín hiệu tinh tế này thì sao? Nếu một đứa trẻ đang cố gắng nói với chúng ta điều gì đó cấp bách hơn và chúng ta không thể hiểu kịp thì sao?

Utpal Chakraborty

Liệu AI có thể giúp chúng ta giải mã giao tiếp của trẻ sơ sinh không?

Khi tôi suy ngẫm về sự cố trên chuyến bay, tôi bắt đầu tự hỏi: liệu công nghệ – cụ thể là trí tuệ nhân tạo – có thể được khai thác để giúp cha mẹ và người chăm sóc giải mã ngôn ngữ im lặng của trẻ sơ sinh không? Câu hỏi này đã nảy sinh một ý tưởng bắt nguồn từ những tiến bộ của AI, đặc biệt là trong lĩnh vực AI tạo sinh và Mô hình ngôn ngữ lớn (LLM).

Trong khi các mô hình AI này thường liên quan đến xử lý ngôn ngữ, khả năng phân tích các mẫu dữ liệu phức tạp của chúng có thể được áp dụng cho các hình thức giao tiếp khác bao gồm tiếng khóc, chuyển động và biểu cảm khuôn mặt của trẻ sơ sinh.

Giao tiếp của trẻ sơ sinh là đa phương thức – nghĩa là trẻ sơ sinh thể hiện bản thân không chỉ thông qua âm thanh (khóc) mà còn thông qua ngôn ngữ cơ thể (như nắm chặt tay, nhăn mặt) và thậm chí là những thay đổi về mặt sinh lý (như thay đổi nhịp thở hoặc nhịp tim). Để thực sự hiểu được trẻ sơ sinh đang cố gắng giao tiếp điều gì, một hệ thống AI sẽ cần phải phân tích tất cả các tín hiệu này cùng nhau.

1. Phân tích các mẫu tiếng khóc

Các mô hình AI cực kỳ giỏi trong việc nhận dạng các mẫu trong dữ liệu. Bằng cách đào tạo một mô hình học sâu trên một tập dữ liệu lớn về tiếng khóc của trẻ sơ sinh, hệ thống có thể bắt đầu xác định các mẫu cụ thể tương quan với các nhu cầu nhất định. Ví dụ, AI có thể học cách nhận ra rằng tiếng khóc có âm vực cao hơn, dữ dội hơn thường biểu thị cơn đau, trong khi tiếng khóc có âm vực thấp hơn, nhịp nhàng có nhiều khả năng liên quan đến cơn đói.

2. Đọc biểu cảm khuôn mặt và ngôn ngữ cơ thể

Không chỉ khóc, trẻ sơ sinh còn sử dụng biểu cảm khuôn mặt và ngôn ngữ cơ thể để truyền đạt sự khó chịu hoặc đau khổ. Các hệ thống AI dựa trên thị giác, chẳng hạn như Vision Transformers hoặc Generative Adversarial Networks (GAN), có thể được đào tạo để nhận ra các tín hiệu tinh tế trên khuôn mặt hoặc tư thế của trẻ sơ sinh cho thấy trẻ đang đau, lo lắng hay khó chịu. Ví dụ, một bên lông mày nhíu lại hoặc nắm chặt tay có thể biểu thị cơn đau, trong khi một số chuyển động nhịp nhàng có thể báo hiệu nhu cầu ngủ.

3. Tích hợp dữ liệu sinh lý

Một số máy theo dõi trẻ sơ sinh tiên tiến đã theo dõi dữ liệu sinh lý, chẳng hạn như nhịp tim và mức oxy. Bằng cách tích hợp các chỉ số này với phân tích tiếng khóc và ngôn ngữ cơ thể của mô hình AI, chúng ta có thể tạo ra bức tranh hoàn chỉnh hơn về tình trạng của trẻ. Nhịp tim tăng đột ngột kết hợp với tiếng khóc dữ dội có thể là dấu hiệu của cơn đau hoặc bệnh tật cần được chú ý ngay lập tức.

Tất nhiên, việc áp dụng AI vào việc chăm sóc trẻ sơ sinh cũng đi kèm với những thách thức riêng. Thách thức rõ ràng nhất là vấn đề về quyền riêng tư dữ liệu. Việc ghi lại và phân tích dữ liệu về trẻ sơ sinh—đặc biệt là thông tin nhạy cảm như biểu cảm khuôn mặt và các chỉ số sinh lý—phải được thực hiện hết sức thận trọng. Cha mẹ phải có toàn quyền kiểm soát cách thức và thời điểm thu thập và sử dụng dữ liệu này, và dữ liệu phải được bảo vệ bằng các biện pháp bảo mật nghiêm ngặt.

Ngoài ra, chúng ta phải nhớ rằng không có hệ thống AI nào có thể hoặc nên thay thế trực giác của con người đối với cha mẹ hoặc người chăm sóc. Mục tiêu không phải là giao quyền ra quyết định cho máy móc mà là cung cấp một công cụ bổ sung có thể giúp hướng dẫn người chăm sóc đi đúng hướng khi họ không chắc chắn.

Một tương lai mà không có tiếng kêu nào không được lắng nghe

Ý tưởng sử dụng AI để giải mã ngôn ngữ của trẻ sơ sinh vẫn còn trong giai đoạn trứng nước, nhưng tiềm năng là rất lớn. Hãy tưởng tượng một tương lai mà cha mẹ, thay vì cảm thấy bất lực trước sự đau khổ của con mình, có thể nhận được thông tin chi tiết theo thời gian thực về những gì con mình đang cố gắng nói. Thay vì đoán xem tiếng khóc có nghĩa là đói hay đau, một hệ thống hỗ trợ AI có thể đưa ra gợi ý 'Con bạn có thể đói' hoặc 'Mẫu tiếng khóc này cho thấy sự khó chịu do đầy hơi'. Điều này có thể làm giảm đáng kể sự lo lắng mà cha mẹ thường cảm thấy trong những tháng đầu đời và giúp chăm sóc trẻ sơ sinh nhanh hơn, hiệu quả hơn.

Trong tương lai, không một em bé nào phải khóc trong đau khổ mà không được thấu hiểu. Mỗi tiếng khóc, mỗi cử chỉ nhỏ bé sẽ là một manh mối, dẫn chúng ta đến gần hơn với việc hiểu được nhu cầu và cảm xúc của những đứa trẻ nhỏ nhất trong chúng ta. Mặc dù AI có thể không bao giờ thay thế được bản năng nuôi dưỡng của người chăm sóc, nhưng nó có thể giúp đỡ, đảm bảo rằng tiếng nói của mọi em bé đều được lắng nghe, ngay cả trước khi chúng có thể nói được.

Trải nghiệm trên chuyến bay đó là lời nhắc nhở nghiêm khắc rằng chúng ta vẫn còn nhiều điều phải học từ những thành viên trẻ nhất trong xã hội. Nhưng với sự trợ giúp của AI, chúng ta đang tiến gần hơn đến một thế giới mà mọi tiếng khóc đều có thể trở thành cuộc trò chuyện và không có nỗi đau nào của trẻ em không được giải đáp.

Tiến sĩ Utpal Chakraborty là Giám đốc Công nghệ tại IntellAI NeoTech , Giáo sư Thực hành – VIPS và Đại sứ Gartner (AI). Là cựu Trưởng phòng Trí tuệ nhân tạo tại YES Bank , ông là Nhà khoa học AI, Lượng tử và Dữ liệu, nhà nghiên cứu AI và Nhà chiến lược nổi tiếng, có 21 năm kinh nghiệm trong ngành, bao gồm làm Kiến trúc sư chính tại L&T Infotech , IBM, Capgemini và các MNC khác trong các nhiệm vụ trước đây của mình. Tiến sĩ Utpal là một nhà nghiên cứu, nhà văn (tác giả của 6 cuốn sách) và diễn giả nổi tiếng về Trí tuệ nhân tạo, IoT, Agile & Lean tại TEDx và các hội nghị trên toàn thế giới.

Nghiên cứu gần đây của ông về máy học có tên “Xấp xỉ theo lớp cho mạng nơ-ron sâu” đã được đánh giá cao tại nhiều hội nghị, tổ chức và trường đại học hàng đầu.