Dirbtinės gerklos pacientams sugrąžina žmogišką balsą

Primary tabs

Pietų Afrikos mokslininkai tobulina naujo tipo dirbtines gerklas, kurios lyginant su egzistuojančiais implantais žymiai mažiau iškraipo dirbtinį balsą. Balsą atkuria speciali sistema, sekanti kontaktą tarp liežuvio ir gomurio ir taip nustatanti, kokį žodį žmogus bando ištarti. Garsui generuoti naudojamas kalbos sintezatorius.

'National Cancer Institute' duomenimis gerklų vėžys kasmet diagnozuojamas apie 10000 amerikiečių, ir daugumai pacientų, kenčiančių nuo vėlyvesnių ligos stadijų, tenka pašalinti gerklas, vadinamąją 'balso dėžutę'. 'Rinkoje egzistuojantys dirbtiniai implantai balsą generuoja labai prastos kokybės - jo skambesys arba primena robotą, arba yra labai šiurkšuts', sako Johanesburgo Witwatersrand universiteto (Pietų Afrika) mokslininkė Megan Russell. 'Mes tiesiog supratome, jog jau egzistuoja visos reikiamos technologijos dirbtiniam balsui sintezuoti'.

Naujojoje sistemoje naudojamas palatometras (angl. palatometer) - įtaisas, kuris savo išvaizda primena ortodontinę plokštelę ir paprastai naudojamas kalbos terapijai. Kompanijos 'CompleteSpeech' gaminamas įrenginys seka kontaktą tarp liežuvio ir gomurio, šiam procesui panaudodamas 118 paviršiuje įterptų lietimo jutiklių. Dirbtinėms gerkloms valdyti reikalingą programinę įrangą sukūrė pati Russell kartu su kitais Witwatersrand universitete dirbančiais kolegomis, o jų darbas šią savaitę bus pristatomas Singapūre įvyksiančioje Tarptautinėje biomedicinos ir farmacijos inžinerijos konferencijoje.

Norint naudoti įtaisą, žmogus į burną turi įsidėti palatometrą ir daryti įprastus kalbėjimui burnos judesius. Sistema bando automatiškai 'išversti' šiuos judesius į žodžius, ir po to juos atkuria sintezatoriumi, kurį galima nešioti, pavyzdžiui, marškinių kišenėje. Iki šiol Russell pavyko 'apmokyti' sistemą atpažinti 50 dažniausių Anglų kalbos žodžių. Toks apmokymas vykdomas aparatą įsidedant į burną ir kelis kartus ištariant atskirus žodžius. Įrašyta informacija skaitmenizuojama ir išsaugoma duomenų bazėje. Vartotojui kaskart šnekant, jutiklių kontaktų surinkta informacija palyginama su duomenų bazės turiniu ir pagal jį nustatomas tinkamiausias žodis.

Žodžių identifikacijos sistema buvo testuojama naudojant įvairius metodus. Vienas jų, pavyzdžiui, susideda iš įrašyto kalbinio signalo laikinių atskaitų vidurkinimo - taip sukuriamas atraminis šablonas, su kuriuo yra palyginami konkrečiu atveju gauti kalbos signalai. Kiti būdai yra sudėtingesni, pavyzdžiui, kalbos signalo kreivės dengiamų plotų palyginimas ir panašūs. Mokslininkai taip pat jau išbandė prognozuojančiosios analizės sistemą, kuri pagal paskutinįjį ištartą žodį gali padėti nuspėti, koks bus kitas žodis. Russell teigia, jog kartu naudojant palyginimą ir prognozę, žodžiai teisingai atpažįstami 94.14 procentų visų atvejų. Statistika iš pažiūros nebloga, tačiau čia neįskaičiuoti tie atvejai, kai sistema žodžius klasifikuoja kaip 'neatpažįstamus', ir kuriuos sistema pasirenka paprasčiausiai praleisti. 'neteisingo žodžio parinkimas gali sukelti labai sudėtingų socialinių situacijų', sako mokslininkė, argumentuodama, kad aparatui kartais geriau neatkurti neaiškių žodžių ir tiesiog patylėti.

Artimiausioje ateityje tyrinėtojai tikisi sukurti naują aparato versiją, kurioje nebūtų jungiamųjų juostinių laidų. Jie kelia nemažai nepatogumų, nes turi išeiti iš vartotojo burnos į išorę. Duomenų perdavimas iš palatometro į kalbos sintezatorių turėtų būti atliekamas belaidžiu būdu. Mokslininkams taip pat reikia padidinti prognozinės analizės sistemą ir išplėsti žodžių duomenų bazę. Be to, aparatą reikėtų išbandyti realiomis sąlygomis, t.y. su tais žmonėmis, kuriems yra pašalintos gerklos. Tik po to būtų galima pradėti gaminio pateikimą rinkai.

Facebook komentarai: