System do wspierania osób z zaburzeniami głosu

System do wspierania osób z zaburzeniami głosu może wpłynąć na ułatwienie komunikowania się ludzi nie mogących się swobodnie wypowiadać.

Naukowcy z University of California z Los Angeles, przedstawili nowe urządzenie możliwe do założenia przez użytkownika, które ma na celu wspieranie osób z zaburzeniami głosu w celu poprawienia ich komunikacji. W publikacji w „Nature Communications” opisano miękkie, cienkie i elastyczne narzędzie, które można zamocować na zewnętrznej stronie gardła. Dzięki niemu osoby z trudnościami w funkcjonowaniu strun głosowych mogą odzyskać zdolność do naturalnego wypowiadania słów. Urządzenie, opracowane przez zespół pod kierownictwem Juna Chena z UCLA Samueli School of Engineering, wykrywa ruchy mięśni krtani i za pomocą technologii uczenia maszynowego przekształca je w mowę z dokładnością sięgającą niemal 95%.

Ten nowy system bioelektryczny składa się z dwóch kluczowych komponentów: jednego rejestrującego sygnały bioelektryczne generowane przez ruch mięśni krtani i drugiego, który te sygnały przekształca na dźwiękową ekspresję głosu. W ramach tego urządzenia zastosowano nowatorskie rozwiązania materiałowe i technologiczne, w tym elastyczny polidimetylosiloksan (PDMS) oraz cewki indukcyjne z miedzi, co umożliwia jego elastyczne dopasowanie i funkcjonowanie w bezpośrednim kontakcie ze skórą.

Zaburzenia głosu dotykają szerokiego spektrum osób, niezależnie od wieku czy pochodzenia. Tradycyjne metody leczenia często wiążą się z długotrwałą rehabilitacją lub mogą być odbierane jako niewygodne przez pacjentów. W kontraście, opisywane urządzenie proponuje alternatywną, nieinwazyjną metodę wspierania komunikacji, co może przyczynić się do poprawy codziennej funkcjonalności osób z zaburzeniami głosu.

W trakcie testów urządzenia na grupie zdrowych dorosłych osób zaobserwowano, że za pomocą algorytmu uczenia maszynowego możliwe było dokładne przetłumaczenie bezdźwięcznych ruchów mięśni krtani na mowę. Uczestnicy badania byli proszeni o wypowiedzenie różnych zdań, zarówno na głos, jak i bez dźwięku. Wyniki tych testów wskazały na wysoką dokładność systemu w interpretowaniu intencji mówcy.

Rozwój nowego urządzenia do noszenia, które umożliwia mówienie bez użycia strun głosowych, ukazuje  potencjał współczesnych technologii w leczeniu zaburzeń komunikacyjnych. Oprócz bezpośrednich korzyści dla osób z zaburzeniami głosu, technologia ta może zainspirować dalsze innowacje w dziedzinie urządzeń wspomagających, otwierając nowe ścieżki dla badań interdyscyplinarnych. Możliwość precyzyjnego przekładania ruchów mięśni krtani na mowę za pomocą algorytmów uczenia maszynowego pokazuje, jak zaawansowane technologie mogą przełamywać bariery komunikacyjne, stając się narzędziem, które łączący świat cichego wnętrza z zewnętrznym środowiskiem społecznym. W miarę rozwoju i udoskonalania tych technologii, możemy spodziewać się coraz bardziej dostosowanych i funkcjonalnych rozwiązań, które będą w stanie jeszcze skuteczniej wspierać osoby z różnorodnymi potrzebami komunikacyjnymi.

Ponadto, zastosowanie sztucznej inteligencji w urządzeniach do noszenia otwiera dyskusję na temat etycznych i społecznych implikacji takich technologii. W miarę jak urządzenia te stają się bardziej zaawansowane i wszechobecne, ważne jest, aby prowadzić rozmowy na temat prywatności, bezpieczeństwa danych oraz równości dostępu do tych technologii. Należy zastanowić się, jak zapewnić, aby korzyści płynące z tych innowacji były dostępne dla wszystkich, bez względu na ich tło ekonomiczne czy geograficzne. Rozwój etycznych wytycznych i regulacji jest równie ważny, co postęp technologiczny, aby zapewnić, że te przełomowe narzędzia będą służyć dobru większości, wzmacniając naszą zdolność do empatii i zrozumienia w coraz bardziej połączonym świecie.

Projekt, którego szczegóły przedstawiono w renomowanym czasopiśmie, jest przykładem zastosowania interdyscyplinarnych badań w dziedzinie bioinżynierii. Rozwój tego urządzenia może zwiększyć dostępność metod wspomagania komunikacji dla osób z zaburzeniami mowy, oferując nowe możliwości interakcji i udziału w życiu społecznym.

Szymon Ślubowski