Development of a Prototype of a System for the communication between a Mother and a Premature Baby in an Incubator

Abstract

According to several studies, early separation of mother and child can have a severe impact on their relationship, which in itself can lead to negative consequences on the psychological health of both. This scenario is very prevalent when babies are born prematurely and placed in an incubator. The final months of pregnancy are very important to establish a bond between the two, as the baby can hear the mother's vital sounds and they are both in permanent contact. With all this in mind this project looks to develop, in partnership with the Faculdade de Psicologia e Ciências da Educação da Universidade de Coimbra, a system that can mitigate the consequences of mother and child separation by providing womb sounds, in real time, to the baby and a video and audio feed from the incubator to the mother.For this purpose a prototype of a system that uses multiple digital stethoscopes to collect womb sounds from the mother throughout the day was built, which then sends the sounds to the baby, with the intention of simulating what he would hear inside the womb.On the mothers side, in order to improve her connection with the baby, the system provides a constant video and audio feed from the incubator. That feed is collected using a camera and microphone, assembled around the incubator, and an app was developed, using appropriate streaming software, so that the mother can have quick access to the baby.To make this possible, several tools were used, like WebRTC, Kotlin, audio streaming and server hosting.

De acordo com vários estudos, a separação entre mãe e bebé nos primeiros meses de vida pode ter um impacto severo na sua relação e trazer consequências negativas para ambos a nível psicológico. Este cenário é particularmente prevalente quando o bebé nasce prematuro e é colocado numa incubadora. Os últimos meses de uma gravidez são importantes para estabelecer uma conexão entre os dois, uma vez que o bebé pode ouvir os sons vitais da mãe. Tendo isto em conta, este projeto pretende desenvolver, em parceria com Faculdade de Psicologia e Ciências da Educação da Universidade de Coimbra, um sistema que possa mitigar as consequências da separação entre mãe e bebé através o envio dos sons uterinos da mãe, em tempo real, ao bebé e, ao mesmo tempo, envio de vídeo e áudio do bebé para a mãe para que esta o possa ver sempre que desejar.Para isto ser possível, um protótipo de um sistema que usa vários estetoscópios digitais foi utilizado para recolher os sons do útero, que depois envia estes sons ao bebé, com a intensão de simular o que ele ouviria dentro do útero. é importante que estes sons sejam recolhidos em tempo real.Do lado da mãe, de maneira a melhorar a sua conexão com o bebé, o sistema implementa um feed constante de vídeo e áudio a partir da incubadora. Esse feed é recolhido usando uma câmara e um microfone, montados à volta da incubadora, e uma app, desenvolvida usando software apropriado.Para tornar isto possível foram utilizadas diversas ferramentas, como WebRTC, Kotlin, streaming de áudio e host de servidores