Разработка нового пластыря с ИИ позволит заговорить немым и людям, не имеющим голосовых связок

 Согласно публикации журнала Nature, нарушения голоса и речи могут значительно осложнять повседневную жизнь, ограничивая или полностью блокируя вербальное общение и снижая уровень социального взаимодействия. Существующие на сегодняшний день методы лечения и инструменты зачастую оказываются неэффективными, инвазивными и неудобными.

Инженеры из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработали интеллектуальный электронный пластырь, позволяющий пациентам восстанавливать речь без использования голосовых связок.

Нарушения голоса могут быть вызваны травмами, заболеваниями, медицинским лечением или хирургическим вмешательством в области голосовых связок. Когда эти мышечные ткани повреждены или ослаблены, их способность вибрировать и, следовательно, издавать звуки значительно снижается, что приводит к затруднениям с речью. По данным некоторых исследований, до 30% людей в определенные периоды жизни сталкиваются с подобными проблемами, что подчеркивает важность поиска эффективных и, желательно, неинвазивных решений.

Для решения этой проблемы команда инженеров из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе разработала небольшой гибкий пластырь, который крепится на внешней стороне горла. Благодаря этому устройству пациенты могут вновь обрести четкую и разборчивую речь вне зависимости от типа речевого расстройства. Подробности разработки опубликованы в журнале Nature.

Пластырь площадью около 6,5 см² и весом 7 граммов распознает движения мышц гортани и преобразует их в электрические сигналы, отражающие попытки пользователя говорить, даже если звуки не удается произнести. Затем система на основе искусственного интеллекта преобразует эти сигналы в звуковую речь. В ходе тестирования на восьми здоровых взрослых, которых просили произнести несколько коротких фраз по сто раз, модель смогла правильно интерпретировать сигналы движения гортани и перевести их в предложения в 95% случаев. После успешных испытаний на здоровых людях исследователи планируют провести аналогичные тесты с пациентами, страдающими различными видами голосовых расстройств, ожидая сопоставимых результатов.

Голосовой пластырь состоит из двух основных компонентов. Первый отвечает за обнаружение движений в области гортани с помощью гибкого магнитоупругого механизма, позволяющего фиксировать изменения магнитного поля, создаваемого микромагнитами в пластыре из-за движений мышц гортани. Искусственный интеллект преобразует эти движения в электрические сигналы. Второй компонент восстанавливает эти сигналы и преобразует их в звуковую речь с помощью динамика. Оба компонента изготовлены из гибкого, эластичного и совместимого с человеческой кожей полимера под названием полидиметилсилоксан.