O persoană își poate pierde vocea (disfonie) din cauza unei răceli, vorbind în mod constant ca un profesor, cântând cu voce tare la un concert sau din cauza alergiilor – dar își revine întotdeauna.
Cu toate acestea, există boli care provoacă paralizia corzilor vocale, în care nu poți controla mișcarea mușchilor care controlează vocea atunci când impulsurile nervoase către cutia vocală (laringele) sunt întrerupte. Acest lucru duce la paralizia cronică a mușchilor corzilor vocale.
Paralizia corzilor vocale poate face dificilă vorbirea și chiar respirația; Acest lucru se datorează faptului că corzile vocale nu numai că produc sunet, dar vă protejează și căile respiratorii, împiedicând alimentele, băuturile și chiar sălivă să intre în trahee, provocându-vă să vă sufocați. Cauzele posibile ale paraliziei corzilor vocale includ unele tipuri de cancer, leziuni ale nervilor în timpul intervenției chirurgicale, leziuni ale coloanei vertebrale cervicale și chiar infecții virale grave.
Cu toate acestea, există speranță pentru oamenii care și-au pierdut vocea în mod cronic sau definitiv – un nou dispozitiv adeziv purtabil care folosește inteligența artificială dezvoltat de bioinginerii de la Universitatea din California, Los Angeles (UCLA). Au inventat un dispozitiv de măsurare moale, subțire și extensibil. Puțin peste 6,5 metri pătrați. otravă. Ele pot fi atașate de pielea din afara gâtului pentru a ajuta persoanele cu disfuncție a corzilor vocale să-și recapete funcția vocală.
Invenția tocmai a fost dezvăluită în prestigioasa jurnală Nature Communications, sub titlul „Speaking without vocal folds using a wearable sensor system aideted by machine learning.”
Sistemul bioelectric, dezvoltat de profesorul John Chen de la Școala de Inginerie UCLA Samueli și colegii săi, este capabil să detecteze mișcarea mușchilor laringieni ai unei persoane și să traducă acele semnale în vorbire audibilă cu ajutorul tehnologiei de învățare automată cu o precizie de aproximativ 95%. .
Aceasta este cea mai recentă realizare în eforturile lui Chen de a ajuta persoanele cu dizabilități. Echipa sa a dezvoltat anterior o mănușă purtabilă capabilă să traducă limbajul semnelor american (ASL) în limba engleză în timp real, pentru a ajuta utilizatorii ASL să comunice cu cei care nu știu să semneze.
Design de plasture
Noul dispozitiv mic, asemănător unui plasture, este format din două componente. Prima, o componentă de detectare autoalimentată, detectează și convertește semnalele generate de mișcările musculare în semnale electrice de înaltă rezoluție, analizabile. Aceste semnale electrice sunt apoi traduse în semnale de vorbire folosind un algoritm de învățare automată. Cealaltă, componenta de redare, convertește aceste semnale de vorbire în expresia vocală dorită.
Ambele componente au două straturi: un strat de compus siliconic biocompatibil polidimetilsiloxan (PDMS) cu proprietăți flexibile și un strat de inducție magnetică format din bobine de inducție de cupru. Între cele două componente se află un al cincilea strat care conține PDMS amestecat cu magneți mici, care generează un câmp magnetic.
Folosind un mecanism de detectare magnetic flexibil dezvoltat de echipa lui Chen în urmă cu trei ani, dispozitivul poate detecta modificări ale câmpului magnetic atunci când acesta se modifică din cauza forțelor mecanice – în acest caz, mișcarea mușchilor laringieni. Inductoarele serpentine încorporate în straturi magnetice flexibile ajută la generarea de semnale electrice de înaltă precizie în scopuri de detectare.
Măsoară 3 cm. Dispozitivul cântărește aproximativ 7 grame pe fiecare parte. Are doar 1,5 mm. gros. Folosind bandă biocompatibilă cu două fețe, aceasta poate fi aplicată cu ușurință pe gâtul unei persoane în apropierea locației corzilor vocale și poate fi refolosită prin reaplicarea benzii după cum este necesar.
Tulburările de voce sunt comune la toate vârstele și grupurile demografice; Cercetările au arătat că aproximativ o treime dintre oameni vor suferi de cel puțin o tulburare în timpul vieții. Cu toate acestea, cu abordări terapeutice, precum intervențiile chirurgicale și terapia vocală, perioada de recuperare a vocii se poate extinde de la trei luni la un an, deși unele tehnici invazive necesită o perioadă lungă de repaus vocal obligatoriu după intervenție chirurgicală.
„Soluțiile actuale, cum ar fi dispozitivele electrolaringiene portabile și procedurile de traheostomie esofagiană, pot fi inconfortabile, invazive sau incomode”, spune Chen, care a fost numit unul dintre cei mai citați cercetători din lume timp de cinci ani consecutiv. „Acest nou dispozitiv oferă o opțiune neinvazivă, purtabilă, capabilă să ajute pacienții să comunice în perioada care precedă tratament și în perioada de recuperare post-tratament pentru tulburările de voce.”
Cercetătorii au testat tehnologia purtabilă pe opt adulți sănătoși în experimentele lor. Ei au colectat date despre mișcarea mușchilor laringian, au folosit un algoritm de învățare automată pentru a asocia semnalele rezultate cu anumite cuvinte și apoi au selectat un semnal audio corespunzător prin componenta de redare a dispozitivului.
Echipa de cercetare a demonstrat acuratețea sistemului cerând participanților să spună cinci propoziții – cu voce tare și fără voce – inclusiv „Bună Rachel, ce mai faci astăzi?” Și te iubesc!” Precizia generală a predicției modelului a fost de 94,68%, cu semnalul vocal al participanților amplificat de componenta de redare, arătând că mecanismul de detectare le-a recunoscut semnalul de mișcare laringian și a corespuns propoziției corespunzătoare pe care participanții doreau să o spună.
Privind cu nerăbdare, echipa de cercetare intenționează să continue să extindă vocabularul dispozitivului prin învățarea automată și să-l testeze pe oameni cu tulburări de vorbire.
„Student. Organizator subtil fermecător. Susținător al muzicii certificat. Scriitor. Făcător de-a lungul vieții. Iubitor de Twitter.”
More Stories
WiiM Ultra și WiiM Amp Pro au fost previzualizate la High End München 2024
O vază de sticlă arde în acoperișul de lemn și în mobilierul jardinierului cu un efect de mărire aproape catastrofal
GameStop va începe testarea schimburilor de cărți Pokémon rare