彼女は観客を魅了し、恋人を魅了し、隣人をイライラさせる力を持っていますが、とても繊細です。もの？ご想像のとおり、私たちの声です。肺からの空気が喉頭の筋肉組織の襞である声帯を振動させることによって、人それぞれの独特の音が出ます。さて、これらの声帯は、ストレス、感染症、または使いすぎによって簡単に損傷する可能性があります。声を失ってしまう危険にさらされているのはアーティストだけではありません。30 年にわたる有名な研究によると、人口の XNUMX% が人生のある時点で音声障害を経験することになります。しかし現在、UCLAの生物工学研究者グループが有望な解決策を見つけたかもしれない。
筋肉を読み取り、声を出さずにしゃべらせるパッチ
この研究は今週、Nature Communications誌に掲載された（ここにリンクします）。 UCLA チームは、人の首に貼れるソフト パッチを発表してテストしました。そこから筋肉の動きを検出し、信号を処理する機械学習アルゴリズムの助けを借りて、それを可聴単語に変換します。
このデバイスはまだ初期のプロトタイプですが、現在の代替品に比べて大幅な改善をもたらす可能性があります。今日、人が声を出せない状況になった場合、最も簡単な解決策は、タイピング、テキストメッセージ、またはメモに頼ってコミュニケーションをとることです。しかし彼が指摘するように、 陳淳この研究の筆頭著者によると、タイピングは遅くてぎこちないことがあります。ただし、読みやすいメモを書くには、適切な照明が必要です。音声に必要な振動を発生させるために喉に当てて使用する外部装置である電気喉頭などのより高度なソリューションは、使用するには特別な訓練が必要な場合があり、侵襲性のため手術はしばしば困難を伴います。理論的には、パッチはこれらすべての障害を克服できるでしょう。
磁性ナノ粒子: トーキングパッチの秘密
UCLA デバイスの背後にあるメカニズム?それは磁気弾性効果として知られる原理です。磁性ナノ粒子が弾性ポリマーやシリコーンポリマーなどの柔らかい素材に埋め込まれている場合、素材が伸びると磁気特性が変化する可能性があります。これは、各変形によって粒子が回転または相互に移動し、材料の磁化が変化するためです。
喉の筋肉がシリコンパッチの下で動くと、その結果生じる磁場の変化も電気信号に変換されます。 8人の参加者によるテストで、研究者らは被験者が話すときに生じる信号を捕捉し、5つの異なるフレーズ（「実験がうまくいくといいですね！」「メリークリスマス！」「愛しています！」など）を口パクした。 ）。次に、各文に関連付けられた電気信号の明確な形状を認識するように機械学習モデルをトレーニングしました。このアルゴリズムは、参加者が声を出して、または声を出さずに発した 5 つの文のうちどれを発話したかを予測することができました。 90%を超える精度で。
何百万もの声なき人々の希望
もちろん、まだ道はあります。今のところ、デバイスはトレーニングに使用された 5 つの文しか認識できません。さらに、声帯には個人差があるため、現時点ではアルゴリズムをユーザーごとにカスタマイズする必要があります。それを大規模に実用化するには、研究者はより多くのデータを収集する必要がありますが、これらの技術の成長の速さを考えると、その見通しは刺激的です。病気、事故、手術などで毎年声を失っている何百万人もの人々にとって、このパッチが何を意味するか想像してみてください。または、何らかの理由で話すのが難しい、または不可能だと感じている人のために。
このデバイスを使用すると、時間のかかる面倒な方法に頼ることなく、自然かつ自発的な方法でコミュニケーションする能力を取り戻すことができます。彼らは再び会話に参加し、感情を表現し、物語を語ることができました。なぜなら、声は単なるコミュニケーション手段ではないからです。それは私たちのアイデンティティ、人格、存在にとって不可欠な部分です。声を失うということは、音を発する能力を失うだけでなく、自分自身の一部を失うことを意味します。このため、このようなパッチは単なる技術的なガジェットではなく、希望の約束でもあります。声だけでなく魂の一部を失った人々に恩返しをしたいという希望。
