工程师们正专注于一种一平方英寸的设备,这种设备有望帮助人们恢复发声能力,使他们无需声带也能说话。
这对于声带病理状况患者或正在接受喉癌手术恢复期的患者来说可能极为有益,因为加州大学工程师们正在开发这种微型新贴片。
上周三(3月12日),研究人员在《自然通讯》杂志上发表了一篇论文,概述了他们的发明以及该设备在八名成年人身上的测试结果。
他们将该可穿戴工具描述为一种基于软磁弹性的“自供电传感驱动系统”,用于辅助发声。其工作原理是,患者通过肌肉运动(通常是常规言语或对口型时使用的)说出句子。
设备的传感部分会识别这些运动,而无需声带振动。然后,电信号被输入到预先训练好的机器学习模型中,该模型将喉咙运动转化为声音信号。
虽然还有其他一些帮助没有声带的人发声的解决方案,但这些方案大多包括手持电子喉或气管食管造口术。这两种方案都可以被认为是不便和不舒适的。
它是如何工作的?
该系统被安装在参与者的喉咙上,收集喉部肌肉运动的数据,然后使用机器学习算法将产生的信号与特定的词语进行关联。
研究团队让患者分别大声和无声地说出五个句子,包括“我不信任你”和“我爱你”。每个人为了数据收集的目的,都需要重复这五个句子100次。
该模型的总体预测准确率为94.68%,适用于不同的人群。
展望未来,研究团队计划通过机器学习扩大该设备的词汇量,并在有言语障碍的人身上测试他们的研究成果。