Исследователи из Кембриджского университета представили устройство Revoice – мягкий носимый гаджет в форме чокера, который помогает людям после инсульта вновь говорить естественно и свободно. В отличие от существующих технологий, требующих медленного набора текста по буквам, отслеживания взгляда или инвазивных мозговых имплантов, новинка работает в режиме реального времени, превращая несколько беззвучно произнесённых слов в полноценные, выразительные предложения.
Устройство оснащено сверхчувствительными датчиками, которые улавливают мельчайшие вибрации мышц горла и частоту сердечных сокращений. Два модуля искусственного интеллекта обрабатывают эти сигналы: первый реконструирует слова из фрагментов беззвучной артикуляции, второй анализирует эмоциональное состояние пациента и контекст – время суток, погодные условия. Встроенная лёгкая языковая модель предсказывает полные фразы, используя при этом минимум энергии.
В ходе небольшого испытания с участием пяти пациентов с дизартрией – распространённым речевым нарушением после инсульта – Revoice показал впечатляющие результаты: частота ошибок составила 4,2% для отдельных слов и всего 2,9% для целых предложений. В одном из примеров короткая фраза «Мы идём больница» превратилась в развёрнутое: «Хотя уже довольно поздно, я всё ещё чувствую дискомфорт. Можем ли мы поехать в больницу прямо сейчас?». Датчики зафиксировали учащённый пульс, указывающий на тревогу пациента, и позднее время суток, что позволило ИИ дополнить три слова полноценным высказыванием.
Дизартрия развивается примерно у половины людей, перенёсших инсульт, часто в сочетании с афазией. Это физическое состояние, вызванное слабостью мышц лица, рта и голосовых связок, приводит к нечёткой, смазанной речи или невозможности произносить полные предложения.
«Когда у людей развивается дизартрия после инсульта, для них это крайне мучительно, потому что они точно знают, что хотят сказать, но физически не могут этого сделать – сигналы между мозгом и горлом оказываются перепутаны из-за инсульта», — объясняет профессор Луиджи Оккипинти, руководитель исследования.
Большинство пациентов с постинсультной дизартрией работают с логопедом, выполняя повторяющиеся упражнения, при этом типичное восстановление занимает от нескольких месяцев до года и более. Однако пациенты часто справляются с тренировочными упражнениями, но испытывают трудности с открытыми вопросами и повседневными разговорами.
«Поскольку многие пациенты в конечном итоге восстанавливают большую часть речи или всю речь целиком, в инвазивных мозговых имплантах нет необходимости, но существует острая потребность в речевых решениях, которые были бы более интуитивными и портативными», — отмечает Оккипинти.
Участники исследования сообщили о повышении удовлетворённости на 55%, что демонстрирует перспективность разработки для восстановления коммуникативных способностей. Учёные планируют запустить в этом году клиническое исследование в Кембридже с участием англоговорящих пациентов с дизартрией, чтобы оценить жизнеспособность системы.
Будущие версии устройства предполагают включение многоязычных возможностей, расширенного спектра эмоциональных состояний и полностью автономной работы для повседневного использования. Технология может также помочь людям с болезнью Паркинсона и боковым амиотрофическим склерозом.
«Речь идёт о том, чтобы вернуть людям независимость, – подчёркивает Оккипинти. – Общение – это основа достоинства и выздоровления».
