Un algoritmo per beccare i furbetti del «sono malato, non vengo a lavoro»

Buona notizia per i datori di lavoro, meno per chi, fra i dipendenti, fa il "furbetto". Molto presto fingere di essere malati potrebbe divenire impossibile. Un gruppo di ricercatori del Sardar Vallabhbhai National Institute of Technology di Surat, in India, ha creato un algoritmo con il quale decodificare esattamente le differenze fra voce sana e voce «da raffreddore». Una rivoluzione che, in mano ai boss, potrebbe permettere loro di distinguere fra chi fa sul serio e chi, invece, sta simulando al telefono i classici toni da malanno stagionale.

Tutto parte dalla biologia. Naso che cola e voce roca, per intenderci. L'infezione da virus del raffreddore comune, lo sappiamo, altera il suono della voce di una persona. Questo perché la malattia causa, spessissimo, un'infiammazione delle corde vocali. Il tessuto si gonfia e, finché non ci saremo curati, le corde vocali vibreranno a un tono più basso. Ecco perché chi ha davvero il raffreddore tende a sviluppare, momentaneamente, una voce più profonda. La ricerca dell'istituto indiano, svela un articolo pubblicato recentemente sull'Economist, si basa sul fatto che il parlato umano, come qualsiasi strumento musicale, non produce singole frequenze di suoni. A produrre suoni puri sono solo strumenti specifici, come il diapason. In tutti gli altri casi, alle note dominanti (fondamentali) di un suono complesso si accompagnano sempre "ipertoni" di una frequenza superiore, detti armonici se le frequenze di questi ipertoni sono multipli interi della frequenza fondamentale.

Quando un essere umano parla, l'insieme di note prodotte si inserisce, appunto, in schemi matematici chiamati armonici, perché gli ipertoni hanno frequenze multipli della nota originale. Il volume di queste frequenze, immancabilmente, diminuisce man mano che si sale nella scala delle frequenze.

Il team di ricercatori ha sfruttato questa caratteristica vocale per formulare un'ipotesi: e se — in caso di vero raffreddore — il volume degli ipertoni più acuti diminuisse più rapidamente nella scala di frequenze, causando così una voce percettibilmente più bassa? Per verificare la teoria, gli studiosi, guidati dall'ingegnere elettronico Pankaj Warule, hanno utilizzato le registrazioni di 630 persone in Germania. Centoundici di queste erano affette da raffreddore. Il test è stato dunque effettuato in questo modo: a ciascuno dei 630 partecipanti è stato chiesto di contare da 1 a 40 e di fare un po' di "small talk", come parlare del tempo o descrivere quanto fatto nel fine settimana. A questo si è aggiunta la lettura ad alta voce di La tramontana e il sole, favola di Esopo da decenni divenuta un testo popolare per la ricerca fonetica.

I risultati? Scomponendo le tracce audio di ogni persona nello spettro delle lunghezze d'onda che ne compongono la voce, i ricercatori hanno potuto identificare la frequenza dominante e le armoniche di ogni caso. E qui hanno potuto stabilire che, sì: il raffreddore abbassa il volume degli ipertoni dalla frequenza maggiore. Partendo da ciò, è stato sviluppato un algoritmo di apprendimento automatico in grado di analizzare le relazioni fra le ampiezze (volumi) degli ipertoni, così da trovare un modello in grado di distinguere fra le voci "da raffreddore" e quelle sane.  L'obiettivo dei ricercatori, ovviamente, non è davvero castigare i dipendenti. Nell'articolo pubblicato sulla rivista scientifica Biomedical Signal Processing and Control, il team di studiosi del National Institute of Technology di Surat ha sottolineato come questo strumento possa essere utilizzato in futuro come tecnica di diagnosi non invasiva basata sui segnali vocali: «un campo di ricerca emergente nell'elaborazione dei segnali biomedici». «Rilevare il comune raffreddore e altre malattie con sintomi simili può essere importante per prevenire la diffusione di queste infezioni virali e monitorare a distanza la salute dei pazienti». Attualmente il test non è ancora infallibile: i risultati dimostrano che la diagnosi è corretta fino a circa il 70% delle volte. Ma in futuro potrebbe rappresentare una vera rivoluzione. Anche perché non è solo il raffreddore comune che può essere diagnosticato dal parlato. I cosiddetti segnali biomedici sono attualmente al centro di tanti, tantissimi studi. Altri scienziati stanno effettuando ricerche per anticipare la diagnosi di altre patologie, dal morbo di Parkinson alla depressione, fino ai tumori al cervello, proprio passando dalle frequenze nella voce delle persone.