Інноваційний пластир для горла може допомогти говорити людям без голосових зв'язок

7,2-грамовий пластир перетворює рухи м'язів у мову.

Дослідники з Каліфорнійського університету нещодавно створили пластир для горла з автономним живленням, який використовує машинне навчання для перетворення рухів м'язів у мову, допомагаючи людям розмовляти без голосових зв'язок.

Про це повідомляє Oddity Central.

Цзюнь Чень, доцент кафедри біоінженерії Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі, придумав ідею неінвазивного пристрою, що дозволяє говорити, після того, як відчув, що його голосові зв'язки втомлюються в результаті читання лекцій протягом декількох годин поспіль. Він почав думати про те, як допомогти людині говорити, не використовуючи голосові зв'язки, і з допомогою своїх колег з Каліфорнійського університету розробив інноваційний пластир, який приклеюється до горла користувача і використовує технологію штучного інтелекту для декодування рухів його м'язів у мову. Легкий пристрій стійкий до поту, а також використовує рухи м'язів користувача для вироблення електроенергії, що означає, що для його роботи не потрібна батарея.

У дослідженні, опублікованому в науковому журналі Nature, професор Цзюнь Чень та його команда пояснюють, як працює їхній 7,2-грамовий пластир для горла з автономним живленням. Крихітний пристрій складається з п'яти тонких шарів, серед яких матеріали, які реагують на тонкі рухи м'язів горла. Коли користувач виконує рухи, необхідні для вимови фрази, матеріали реагують, виробляючи електричні сигнали, які потім можуть бути перетворені на мову за допомогою технології машинного навчання.

Зовнішні шари пластиру виготовлені з м'якого, гнучкого силіконового матеріалу, в той час як центральний шар виготовлений з кремнію і мікромагнітів і генерує магнітне поле, яке змінюється в залежності від рухів м'язів. Два інші середні шари виготовлені з котушок мідного дроту, які перетворюють зміни магнітного поля в електричні імпульси.

В експерименті, детально описаному в дослідженні, Чень та його колеги подавали електричні імпульси на алгоритм машинного навчання, який у результаті перетворював їх на усні фрази. Щоб навчити алгоритм, восьмеро учасників дослідження повинні були вимовити п'ять коротких фраз по 100 разів під час носіння пластиру, щоб алгоритм міг навчитися асоціювати кожну фразу з певним рухом м'язів.

Дослідження показало, що алгоритм з точністю близько 95% перекладав електричні імпульси пластиру в мову, як коли фрази вимовлялися вголос, так і коли вимовлялися "беззвучно". Це свідчить про те, що алгоритм може надійно інтерпретувати форми хвиль і перетворювати їх на мову, але професор Чень також вказує на те, що його дослідження має обмеження. Тестування обмежувалося лише тим, що восьмеро людей вимовляли по п'ять фраз, і жоден з них не страждав на розлади мовлення. Крім того, навіть якщо пластир виявиться ефективним у більш масштабному дослідженні, логістику його виробництва у великих масштабах ще належить з'ясувати.

Тим не менш, горловий пластир вважається дуже перспективним винаходом, враховуючи, що близько 30% людей матимуть принаймні одне порушення голосу протягом свого життя, а альтернативи, що існують, такі як електроларингоскопія, є інвазивними або дорогими.