Скоро может появиться новое мощное средство помощи для людей, которые не могут говорить. Британские ученые разработали чокер, который распознает беззвучно произнесенные слова своего владельца и преобразует их в слышимую синтетическую речь.
Созданное в Кембриджском университете, устройство предназначено для людей, которые стали невербальными из-за травмы, операции на горле или таких состояний, как инсульт, церебральный паралич или болезнь Паркинсона. Его также могут использовать говорящие люди в шумной обстановке, чтобы усилить звук их голоса, не усиливая при этом фоновые шумы.
Сам чокер представляет собой полоску ткани из бамбукового волокна, которая закрепляется вокруг горла пользователя. Он включает в себя датчик деформации, расположенный спереди, состоящий из двух медных электродов, расположенных по бокам гибкого слоя электропроводящих графеновых чернил. Последний нанесен на ткань методом трафаретной печати.
В текущем прототипе датчик жестко подключен к источнику питания и компьютеру. Коммерческая модель может быть полностью автономной.
Крупным планом вид датчика деформации чокераКембриджский университет
Когда пользователь беззвучно произносит разные слова, крошечные вибрации в его горле заставляют тканую ткань растягиваться и сжиматься в микроскопическом масштабе. Когда ткань это делает, упорядоченная сеть крошечных трещин открывается и закрывается в верхнем слое графена.
Это действие открытия и закрытия заставляет электрическое сопротивление графена колебаться, что обнаруживается в колебаниях электрического тока, протекающего через графен от одного электрода к другому.
Анализируя показательную силу и характер этих колебаний, специально обученные алгоритмы на основе машинного обучения на компьютере способны определить, какое слово произносится. Затем это слово озвучивается синтезатором речи.
Алгоритмы, используемые чокером (на фото), были обучены на речи нескольких добровольцев с разными акцентами — все добровольцы произносили определенные ключевые слова, которые программное обеспечение научилось распознавать, а затем использовало для распознавания других слов. Кембриджский университет
Благодаря высокой чувствительности датчика деформации алгоритмам сравнительно легко распознавать каждое слово. В результате система способна поддерживать точность декодирования речи 95,25%, при этом, как сообщается, потребляя на 90% меньше вычислительной энергии, чем другие так называемые бесшумные речевые интерфейсы.
«Объединив сверхвысокую чувствительность датчиков с высокоэффективным машинным обучением, мы создали устройство, которое, по нашему мнению, может помочь многим людям, испытывающим трудности с речью», — говорит ведущий ученый, доктор Луиджи Оккипинти.
Статья об исследовании была недавно опубликована в журнале npj Flexible Electronics.
И чтобы вы не думали, что чокер — это первый носимый бесшумный речевой интерфейс… ну, это не так. Прошлые примеры включали распознающее речь ожерелье, наушники-вкладыши и очки.
