19 novembre 2020

Reconnaître le coronavirus grâce aux sonorités de la toux et l’IA

Comment savoir si une personne que vous rencontrez dans la rue, un proche ou un membre de votre famille est atteint du COVID-19 ? Le diagnostic médical est d’autant plus compliqué avec le cas des personnes asymptomatiques qui ne présentent aucun signe externe distinct. Depuis ces derniers mois, la seule méthode préconisée consiste à faire des tests en laboratoire, une alternative qui n’est pas toujours évidente en soi.

Au MIT (Massachusetts Institute of Technology), des chercheurs ont fait une découverte étonnante : une possibilité de détecter la présence du coronavirus chez un patient grâce aux sonorités de sa toux. Dans un futur proche, ils travaillent pour mettre au point une application mobile à la portée de tous, facile à installer sur smartphone, tablette et ordinateur.

Des recherches scientifiques poussées pour détecter le COVID-19

L’apparition du COVID-19 a apporté de grands changements dans les méthodes de travail des entreprises. Désormais, le télétravail gagne de vifs intérêts auprès des professionnels pour limiter la propagation du virus. Bien que la plupart des gens passent leur temps à la maison, on doit quand même sortir de chez soi pour faire les courses, aller chez le médecin et réaliser d’autres tâches importantes. Et si certains foyers disposent de voiture personnelle, d’autres sont contraints d’emprunter les taxis et les divers transports publics.

Imaginez à l’instant que vous êtes dans le métro et qu’une personne tousse dans les environs. La première chose à laquelle vous pensez est qu’il est possible qu’elle soit atteinte du SARS-CoV-2. Il se peut même qu’elle ne tousse pas en étant un porteur sain. Les chercheurs du Massachusetts Institute of Technology répondent à vos doutes à l’issue de travaux de recherche communs.

Les ingénieurs du MIT exploitent l’intelligence artificielle pour reconnaitre les cas de COVID-19 rapidement. Leur principal but est de réussir à différencier le virus des autres pathologies similaires en écoutant simplement les tonalités de la voix d’un patient au moment de tousser. Vous pouvez accéder aux détails des recherches réalisées dans le journal ouvert de l’IEEE.

Trois réseaux de neurones artificiels à l’écoute

Les chercheurs du MIT se sont servis d’un appareil déjà testé sur les patients atteints de la maladie d’Alzheimer pour détecter ses symptômes. Il s’agit d’un appareil intelligent, basé sur le machine learning qui analyse principalement la voix du patient considéré. Il prend en référence un réseau neuronal de trois couches aux fonctions spécifiques.

La première couche analyse la force de la voix reliée au traitement du son. La seconde couche tente d’identifier s’il existe un déclin neurologique relatif aux natures émotionnelles du son. Il détecte par exemple si le patient est frustré. La troisième couche quant à elle détecte la présence de faiblesse respiratoire en écoutant attentivement sa voix.

Les trois réseaux de neurones artificiels s’interconnectent pour permettre à l’intelligence artificielle de dresser un portrait Biomarqueur acoustique typique du coronavirus.

La parole et la toux en disent bien plus sur notre état de santé

La parole et la toux peuvent toutes deux influencer les cordes vocales d’un patient ainsi que les organes qui les entourent. C’est de cette manière que les chercheurs ont pu depuis longtemps détecter le sexe, les émotions et la langue maternelle de la personne en question.

L’évolution de l’IA va bien plus loin en essayant de détecter le COVID-19 par la voix. En avril 2000, l’École Polytechnique Fédérale de Lausanne a lancé le Coughvid, une application visant à collecter le maximum d’enregistrements vocaux de toux de patients déjà atteints de la maladie. Pour ce faire, les chercheurs ont mis au point un site internet où ils peuvent enregistrer leurs voix depuis un smartphone ou un micro d’ordinateur.

Après l’enregistrement, ils sont amenés à remplir un formulaire afin de signaler leurs ressenties, les symptômes notés et s’ils ont déjà fait l’objet de test officiel ou autres diagnostics médicaux.

Une détection remarquable du Covid-19 grâce au machine learning

Pour obtenir des résultats fiables et concluants, les chercheurs du MIT se sont appuyés sur plus de milliers d’échantillons de paroles et toux. Les enregistrements vocaux pris en compte durent pas moins de 1000 heures.

À l’issue de l’analyse, les résultats sont tout simplement impressionnants. En effet, le test est positif à 98,5 % sur les toux des malades du COVID-19. Il détecte même à 100 % la présence du virus chez les patients asymptomatiques, un fait qui prouve une fois de plus l’ampleur que prend le big data dans la vie humaine.

Une application gratuite à l’effigie de cette IA

Le projet du MIT vise actuellement à intégrer cette IA qui détecte le coronavirus par la toux et la parole dans une application mobile, gratuite et facile à utiliser. Pour arriver à ce point, il faudra encore qu’elle reçoive une autorisation des différents organismes publics et de santé.

En tout cas, on espère bien que cette application sera bientôt accessible à tous en vue de faciliter la détection des personnes malades et des porteurs sains. Dans un futur proche, il suffira de tousser devant son smartphone pour savoir si l’on doit s’isoler du monde ou continuer de vivre normalement.

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