Il problema alla base del progetto: bambini che crescono più velocemente delle loro protesi acustiche
I bambini che utilizzano apparecchi acustici hanno bisogno di otoplastiche su misura: questi inserti auricolari personalizzati garantiscono la tenuta acustica necessaria perché l’amplificazione del suono non vada dispersa. Il problema è strutturale: il condotto uditivo nei primi anni di vita cresce con una rapidità che nessun sistema tradizionale di produzione riesce ad anticipare. Ogni volta che l’otoplastica smette di calzare correttamente — spesso dopo poche settimane — il bambino deve sottoporsi a una nuova impronta dell’orecchio, poi attendere dai 14 ai 21 giorni per ricevere il nuovo dispositivo. Durante questa attesa, l’accesso al suono si riduce drasticamente, con conseguenze dirette sullo sviluppo del linguaggio e sulla partecipazione sociale.
Secondo i dati dell’Organizzazione Mondiale della Sanità, nel mondo circa 34 milioni di bambini convivono con perdita uditiva o ipoacusia. L’accesso tempestivo e continuo agli ausili acustici è considerato determinante: l’udito è strettamente legato allo sviluppo linguistico nei primi anni di vita, una finestra temporale che, una volta chiusa, non si riesce a recuperare pienamente.
Il progetto ALLEars: cos’è e chi lo guida
Il progetto ALLEars nasce da una collaborazione tra la Western University di London, Ontario (Canada) — che ospita il National Centre for Audiology e la H.A. Leeper Speech & Hearing Clinic — e il Boys Town National Research Hospital di Omaha, Nebraska (Stati Uniti), uno dei centri di ricerca sull’udito pediatrico più autorevoli del Nord America.
Il progetto ha una durata di quattro anni ed è finanziato con 4,4 milioni di dollari dalla Oberkotter Foundation, fondazione no-profit statunitense che dal 1985 ha erogato oltre 500 milioni di dollari a sostegno di bambini sordi o con ipoacusia, con focus sull’apprendimento del linguaggio orale.
La responsabile scientifica del progetto è Susan Scollie, professorina alla Faculty of Health Sciences della Western University e direttrice del National Centre for Audiology. Scollie è anche co-sviluppatrice del metodo DSL (Desired Sensation Level) versione 5.0, oggi standard mondiale per la prescrizione degli apparecchi acustici in età pediatrica.
Come funziona tecnicamente: dalla scansione digitale alla previsione con intelligenza artificiale
Il cuore del progetto ALLEars è un modello di intelligenza artificiale addestrato su un ampio dataset di impronte auricolari digitali. Attraverso l’analisi delle caratteristiche morfologiche del condotto uditivo — dimensioni, curvatura, proporzioni — il sistema è in grado di prevedere come cambierà la forma dell’orecchio nel tempo e di generare in anticipo i file digitali delle otoplastiche future del bambino.
Una volta prodotti i modelli predittivi, i file vengono inviati al laboratorio di Joshua Pearce, professore alla Faculty of Engineering e alla Ivey Business School della Western University, dove la ricercatrice associata Alessia Romani lavora sulla traduzione del modello digitale in oggetto fisico stampato in 3D. La sfida tecnica è duplice: le otoplastiche pediatriche sono oggetti molto piccoli, devono essere robuste abbastanza da resistere all’uso quotidiano di un bambino, e al tempo stesso accuratissime nelle dimensioni per garantire la tenuta acustica.
Il gruppo sta sviluppando nuove metodologie in ambito software, firmware e hardware per produrre parti estremamente piccole con qualità riproducibile. L’obiettivo è rendere la produzione più rapida e scalabile rispetto agli attuali processi artigianali.
Il contributo specifico dell’intelligenza artificiale: predire la forma, ridurre le impronte
La componente di intelligenza artificiale del progetto è coordinata da Soodeh Nikan, professorina alla Faculty of Engineering della Western University. Il modello di machine learning che il team sta sviluppando si basa sull’analisi di grandi quantità di impronte auricolari digitali per identificare pattern di crescita ricorrenti in funzione dell’età, della morfologia individuale e di altri parametri fisiologici.
Una delle applicazioni più concrete riguarda la simmetria del condotto uditivo: nei bambini, le due orecchie tendono a crescere in modo proporzionale. Se il sistema acquisisce l’impronta digitale dell’orecchio sinistro, l’IA può derivarne una previsione attendibile anche per l’orecchio destro, evitando al bambino una seconda impronta. Questo aspetto non è secondario: le impronte auricolari nei bambini piccoli richiedono silicone liquido inserito nel condotto, una procedura che può risultare fastidiosa o ansiogena.
ALLEars è descritto dagli stessi ricercatori come il primo progetto al mondo ad applicare la modellazione predittiva tramite intelligenza artificiale alle otoplastiche pediatriche.
Le testimonianze delle famiglie: un problema vissuto ogni giorno
Il progetto è anche animato dalle esperienze concrete delle famiglie. Emily, madre di un bambino di otto anni che porta gli apparecchi acustici sin dai sei mesi di vita, ha descritto la situazione in modo diretto: il figlio usa le otoplastiche dalla mattina alla sera, sette giorni su sette. Le usura è inevitabile, e i tempi di attesa per le nuove otoplastiche — anche solo per riparazione o sostituzione — si traducono in settimane in cui il bambino non sente come dovrebbe durante le ore scolastiche e sociali più importanti. Emily ha contribuito al progetto donando le vecchie otoplastiche del figlio per aiutare i ricercatori a mappare come l’orecchio cambia nel tempo.
La strategia open source: abbattere le barriere di accesso a livello globale
Una delle scelte strategiche più significative del progetto ALLEars riguarda la distribuzione del software sviluppato. L’intenzione del team è quella di rendere disponibili gli strumenti di modellazione predittiva e stampa 3D in modalità open source, senza licenze proprietarie. Questo significa che centri audiologici, ospedali e cliniche in tutto il mondo — incluse realtà con risorse economiche limitate — potrebbero accedere alla tecnologia senza sostenere costi di licenza.
L’impatto potenziale è globale: le regioni con maggiori difficoltà di accesso alla cura audiologica sono spesso quelle dove l’attesa per un’otoplastica su misura è più lunga, i laboratori protesici sono rari e i costi sono proibitivi. Un sistema digitale predittivo, combinato con una stampante 3D locale, potrebbe cambiare radicalmente l’equazione.
Il finanziamento e il riconoscimento istituzionale
Il finanziamento da parte della Oberkotter Foundation è stato interpretato dalla Western University come un riconoscimento della qualità della ricerca in audiologia e intelligenza artificiale sviluppata nell’ateneo. Il presidente della Western University, Alan Shepard, ha sottolineato come il progetto rappresenti un esempio concreto di convergenza tra scienza clinica e ingegneria applicata.
La CEO della Oberkotter Foundation, Teresa Caraway, ha definito ALLEars un caso in cui “idee audaci incontrano un bisogno reale nella cura uditiva pediatrica”, sottolineando l’obiettivo di accelerare l’introduzione di queste soluzioni nella pratica clinica ordinaria.
Prospettive a lungo termine
Se il modello funzionerà come previsto, ALLEars potrebbe cambiare il paradigma della cura audiologica pediatrica: da un sistema reattivo — che produce nuove otoplastiche solo quando quelle vecchie non calzano più — a un sistema predittivo, in cui le protesi future vengono prodotte in anticipo e consegnate alla famiglia prima ancora che si manifestino i problemi. I vantaggi sarebbero distribuiti su più fronti: meno appuntamenti clinici, minori costi per le famiglie, riduzione del carico di lavoro per gli audiologi e continuità nell’accesso al suono durante le fasi più critiche dello sviluppo.
Le famiglie con otoplastiche pediatriche da contribuire alla ricerca possono contattare il team all’indirizzo allears@uwo.ca.
