Inteligencia artificial para ayudar a niños sordos, con autismo y personas con daño cerebral

La medicina es uno de los sectores que demuestra de forma más obvia cómo la inteligencia artificial puede mejorar la vida de las personas. Ayuda a recopilar información y analizarla, a encontrar patrones y personalizar los tratamientos y contribuye a que esté aumentando el número de pacientes que superan ciertas enfermedades. Distintos proyectos demuestran su utilidad en investigaciones enfocadas a los daño cerebral y enfermedades neurodegenerativas como el Alzhéimer y a los niños con trastorno de espectro autista, como los que desarrolla el Instituto de Investigación de Inteligencia Artificial (IIIA), perteneciente al CSIC.

En realidad, la inteligencia artificial y la medicina están conectadas desde los años 50. En ese momento, la IA ya se estaba desarrollando en los sistemas informáticos pero la medicina no estaba digitalizada. Ahora, en este mundo cada vez más digital —también en los hospitales y centros médicos—, estas dos disciplinas se han encontrado. Y parece haber llegado en el momento más oportuno. "Ahora, en medicina se están planteando cuestiones que requieren manejar más información. Como, por ejemplo, la medicina personalizada", explica Josep Lluís Arcos, investigador del departamento de machine learning del IIIA.

"Se necesita mucho más conocimiento para adaptar los tratamientos a los pacientes y se tiene que hacer con la asistencia de la IA". Arcos defiende que esta tecnología no sustituye el trabajo humano, sino que "aborda cuestiones clínicas más complejas de lo que hacíamos hasta ahora". La tasa de curación del cáncer es más elevada. El índice de supervivencia de un traumatismo craneal es mayor. "La tecnología y la inteligencia artificial abren posibilidades de tratar cosas que antes no se podía", asegura Arcos.

Básicamente, la inteligencia artificial aplicada a la medicina ayuda a acceder a la información y a manejar de forma más eficiente la gran cantidad de datos que manejan los profesionales de la medicina. También sirve como soporte a las decisiones médicas pero no sustituye a los doctores. Su capacidad para detectar patrones puede ayudar a saber qué diagnóstico es el más acertado teniendo en cuenta los síntomas del paciente y qué recomendaciones serían las más adecuadas.

Los dispositivos wearables también han contribuido a la expansión del uso de la inteligencia artificial en el procesamiento de datos médicos. Las pulseras que recopilan información sobre el movimiento, el ritmo cardíaco o los ciclos circadianos conectan a los pacientes, recogen estos datos y abren posibilidades que no existían hace unos años.

• A-mate: así se puede ayudar a los niños con autismo a ser más independientes

Precisamente en esta tecnología se basa uno de los proyectos que está desarrollando el equipo de Arcos. Se llama A-Mate y está orientado a los niños que tienen el trastorno de espectro autista (TEA) con el objetivo de darles más autonomía. Una de las problemáticas que más afecta a las personas con TEA es que tienen una percepción de las emociones y del mundo muy distitna a la del resto. Les resulta muy difícil interpretar y transmitir emociones.

"El proyecto hace uso de sólidos conocimientos sobre autismo y aprendizaje automático de última generación, técnicas de big data, asistentes virtuales y tecnologías biométricas", se lee en la web oficial del proyecto. Utilizan las pulseras inteligentes para recopilar información sobre actividades infantiles, procesan la información con algoritmos de aprendizaje automático para detectar y anticipar comportamientos y están trabajando en el desarrollo de una tablet con un asistente virtual para mediar en la comunicación con el niño. Con todo esto, se busca ayudar a las personas autistas a manejar las situaciones inesperadas de manera más eficaz, "lo que facilita su integración en la sociedad".

En este caso, la inteligencia artificial analiza la información que la pulsera recoge sobre la conductividad de la piel del niño —que cambia según las emociones que está sintiendo, según la investigación del equipo de Arcos—. Los algoritmos sacan conclusiones en tiempo real, detectan errores, analizan la situación y los cambios. "Esta información sirve para que los terapeutas sepan si las crisis aumentan o disminuyen, así pueden identificar patrones y personalizar la relación con el niño", explica Arcos. Están estudiando diseñar un dispositivo que esté integrado en la ropa, lo que evitaría que las pulseras molesten o resulten incómodas a los niños.

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Liderado por el Instituto Guttmann, el proyecto Innobrain se centra en utilizar la inteligencia artificial para mejorar y acelerar la recuperación de pacientes con problemas de memoria, de comunicación y otros problemas cognitivos derivados del daño cerebral. En este caso, la IA sirve para analizar los datos sobre cómo están reaccionando los pacientes al tratamiento y cumple un papel especialmente importante en la personalización.

"Cada paciente es distinto, no todos tenemos el cerebro igual y, aunque estén dañadas las mismas zonas, no a todos nos afectan los daños de la misma forma. Con la inteligencia artificial podemos ver qué tipo de ejercicios son mejores para cada paciente", explica Arcos, también implicado en este proyecto de investigación. Destaca que están teniendo en cuenta los gustos y preferencias de cada persona, que pueden ayudar en su recuperación. Ahora mismo están trabajando con pacientes con daño cerebral adquirido pero se están abriendo a pacientes con Alzhéimer y trastorno bipolar.

• Storysign ayuda a los niños sordos con la lectura

Para los niños con deficiencia auditiva relacionar las palabras impresas con las ideas que representan es mucho más difícil que para el resto. La Unión Europea de Sordos y la Asociación Británica de Sordos han creado, junto a Huawei, Storysign, una aplicación móvil que lee una selección de libros infantiles y los traduce a la lengua de signos para que los niños sordos aprendan a relacionar conceptos y a leer. Cuenta con un avatar diseñado por Aardman Animations y libros infantiles clásicos de la editorial Penguin Random House.

La tecnología detrás de esta aplicación, potenciada por Huawei, se basa en conceptos básicos de la inteligencia artificial. Concretamente han sido imprescindibles las funciones de reconocimiento de imagen y el reconocimiento óptico de caracteres (OCR por sus siglas en inglés, utilizada en la traducción de más de 60 idiomas). “El 70% de la comunicación en la lengua de signos viene del rostro”, explica Neil Pymer, de los estudios Aardman, responsable de diseñar al asistente virtual que traduce los textos a signos para los niños. “En total tuvimos que usar unas 80 cámaras para registrar tanto las expresiones faciales como los signos”. Así fue posible crear a Star, una superheroína que tiene el poder de traducir al lenguaje de signos.

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