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De la santé à l’énergie en passant par l’informatique ou la chimie, les recherches menées dans les labos trouvent régulièrement des prolongements dans le monde socio-économique. Découvrez sur ce blog des exemples de valorisation des recherches menées au CNRS, une des institutions les plus innovantes au monde.

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CNRS Innovatives SHS : BabyCloud ou l’IA à l’écoute des bébés
13.05.2019, par Martin Koppe
Grâce à une captation sonore et un traitement algorithmique, BabyCloud décrit les progrès de la communication des plus jeunes enfants. Un système qui s’adresse autant aux parents qu’aux chercheurs... à découvrir au salon CNRS Innovatives SHS les 15 et 16 mai à Lille.

Capables de battre les meilleurs humains à certains jeux et de décoder d’insolubles problèmes, les intelligences artificielles se frottent à un nouveau défi : le langage des enfants en bas âge. En effet, qui n’est jamais resté perplexe devant certains gazouillis ? BabyCloud, développé par une équipe du Laboratoire de sciences cognitives et psycholinguistique1, suit les progrès de la communication de bambins de quatre ans et moins. Sans avoir besoin de déchiffrer chaque mot et onomatopée, ce système décrit leur évolution grâce à des algorithmes dédiés.

Tout commence avec le Baby Logger. Cet appareil, qui tient dans une poche, comporte quatre micros afin de mieux séparer les sources sonores, et un accéléromètre qui mesure l’activité physique et les déplacements du bébé. Une station d’accueil, le Baby Dock, permet à la fois de recharger la batterie et de transmettre les données récupérées vers un cloud sécurisé. Comme le Logger enregistre tout ce qui se passe autour de l’enfant, un soin important est accordé à la confidentialité. Les informations sont cryptées à tout moment, y compris dans la mémoire interne du boîtier.


Sur le cloud, les algorithmes commencent alors leur travail de déchiffrage. Les vocalisations du bambin sont extraites ainsi que les mots des adultes. Les sons des parents fournissent une estimation du niveau de stimulation du bébé, mais ils ne sont jamais disponibles à l’écoute par des tiers afin de garantir le respect de la vie privée. Les algorithmes de deep learning, une forme d’intelligence artificielle qui apprend à manier des données en les étudiant en boucle, entrent ensuite dans le vif du sujet. Ils mesurent l’évolution de la durée et de la complexité du langage de l’enfant, ce qui est à la fois plus simple et plus flexible que d’identifier séparément des listes de mots. Ainsi, le système s’adapte très facilement, quelle que soit la langue parlée.

De plus en plus réputé, le deep learning est particulièrement efficace pour la reconnaissance de sons et d’images, et donc de mots écrits ou prononcés. Les algorithmes qui l’utilisent se nourrissent des nombreuses données disponibles dans ces domaines, et ne nécessitent pas d’être massivement retravaillés à chaque usage et situation. Les parents, eux, reçoivent des informations par une application dédiée, le Baby Explorer, qui leur montre les progrès de leur petit tout en sauvegardant certains moments clés, comme les premiers mots. « Ce suivi peut avoir des effets positifs pour l’enfant, affirme Emmanuel Dupoux, directeur de recherche au LSCP. Nous faisons tout de même en sorte qu’il ne soit pas trop anxiogène pour la famille. »

Via un système de smart contracts centrés sur leur consentement éclairé, les parents peuvent accepter que les informations sur le développement du langage de leur enfant soient utilisées, de manière anonyme, par des équipes de recherche. Celles-ci pourront circonscrire aux cas qui les intéressent, par exemple sur une tranche d’âge très précise, et espérer que suffisamment de foyers donnent leur accord.« Baby Cloud s’inscrit dans un processus scientifique, remontant aux années 50, de captation de la parole des enfants, explique Emmanuel Dupoux. Avec notre appareil miniature, on dépasse cependant l’approche intrusive et peu naturelle d’un étranger qui vient enregistrer une famille pendant une heure avant de s’en aller, pour une capture discrète et spontanée sur des journées entières. » De plus, l’automatisation du traitement des données par des algorithmes facilite et accélère leur analyse. Enfin, le cloud décuple la quantité d’informations disponibles.
© Cyril FRESILLON / LSCP / ENS / EHESS / CNRS Photothèque
Le babylab du LSCP permet d'étudier l'acquisition du langage chez les enfants. © Cyril FRESILLON / LSCP / ENS / EHESS / CNRS Photothèque

 
Le LSCP dispose de son propre babylab, où les interactions de familles volontaires sont étudiées. Un millier de bébés y passent chaque année et les chercheurs y recueillent également les nombreuses questions des ménages sur le développement linguistique de leurs enfants. « BabyCloud devrait en particulier nous aider à répondre à certaines interrogations sur le bilinguisme, complète Emmanuel Dupoux. Comment gérer l’existence de plusieurs langues dans une même famille ? Un parent doit-il n’en parler qu’une et laisser l’autre à son conjoint ? Nous ne disposons pour l’instant d’aucune réponse scientifique à ces questions. À terme, BabyCloud pourrait également lever des alertes en cas de développement trop lent du langage, mais cela demande une étude clinique en liaison avec des spécialistes de ces pathologies et des orthophonistes. » En attendant de finaliser le BabyLogger et l’ensemble du système, un prototype sera présenté au salon Innovatives SHS 2019, qui se tiendra du 15 au 16 mai à Lille.
  
A lire aussi : notre article Dans la tête des bébés
 

Evénement :
CNRS Innovatives SHS 2019
Les 15 et 16 mai 2019, Lille Grand Palais

Notes
  • 1. LSCP, CNRS/ENS Paris/EHESS

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