Nanometsät dekoodaavat hiljaisen puheen tekstiksi reaaliajassa

Kiinalaiset tutkijat ovat luoneet International Journal of Extreme Manufacturing -lehdessä esitellyn puettavan anturin, joka lukee ihmisen hengityksen kemiallisen jäljen ja muuntaa hiljaiset puheliikkeet tekstiksi.

Tavallisille piikiekoille koottu rakenne hyödyntää mikroskooppista, puumaista rakennetta tallentaakseen nopeat vesihöyryn muutokset, joita tapahtuu, kun ihminen lausuu sanoja.

Yhdistämällä tämän fyysisen anturin tekoälyyn järjestelmä saavuttaa 98,51 %:n tarkkuuden hiljaisen puheen tunnistamisessa. Tämä läpimurto tarjoaa suoran ja itsenäisen tavan kommunikoida miljoonille ihmisille maailmanlaajuisesti, jotka ovat menettäneet äänensä esimerkiksi kurkunpään syövän tai neurologisten vammojen vuoksi.

Hiljaisen puheen tallentaminen pakottaa potilaat yleensä valitsemaan kahden perustavanlaatuisesti hankalan järjestelmän välillä. Kurkkuun liimatut kosketusanturit ovat fyysisesti epämukavia. Kamera- ja ultraäänijärjestelmät poistavat fyysisen epämukavuuden, mutta vaativat suuria laitteita, jotka vangitsevat käyttäjän yhteen huoneeseen.

Hengityksen kosteuden seuranta tarjoaa mobiilin ja kehokosketuksesta vapaan vaihtoehdon. Mutta perinteiset kosteusanturit törmäävät fyysiseen esteeseen. Niiden tasaiset pinnat pitävät vettä liian kauan. Kun ihminen lausuu hiljaa sanasarjan, kosteus ei haihdu tarpeeksi nopeasti, jolloin eri tavujen kemialliset signaalit hämärtyvät yhteen lukukelvottomaksi sotkuksi.

Ratkaistakseen tämän ongelman tutkimusryhmä kehitti superabsorboivan "nanometsän". Pilarimetsän kolmiulotteinen muoto toimii kuin erittäin huokoinen molekyylisieni, joka lisää veden vuorovaikutuspinta-alaa 120-kertaisesti verrattuna tasaiseen kalvoon.

Kun käyttäjä lausuu hiljaa sanan muutaman senttimetrin päässä anturista, tietyt tavut tuottavat tarkkoja höyrypilviä. Nanometsä nappaa ja vapauttaa nämä vesimolekyylit uskomattoman nopeasti, jolloin vesipisara leviää kokonaan materiaalin yli vain 0,4 sekunnissa. Tämä nopea fyysinen tyhjennys tarkoittaa, että anturi nollautuu ennen seuraavan tavun saapumista, jolloin se pystyy käsittelemään monimutkaisia puhekuvioita 0,57 sekunnissa, nopeammin kuin ihmisen sydämenlyönti.

Koska järjestelmä perustuu kemialliseen kosteuteen ääniaaltojen sijaan, se jättää taustamelun huomiotta ja säilyttää täydellisen tarkkuuden jopa äänekkäissä ympäristöissä, joissa akustisia häiriöitä on jopa 79 desibeliä.

Kompaktiin, Bluetooth-yhteensopivaan kuuloke-mikrofoni settiin pakattu järjestelmä lähettää litteroitua tekstiä saumattomasti mobiililaitteen näytölle.

Jatkossa tutkijat keskittyvät ohjelmiston sanaston laajentamiseen ja laitteiston siirtämiseen kliinisiin kokeisiin, mikä tarjoaa erittäin käytännöllisen viestintätyökalun niille, jotka kärsivät vakavasta äänenkäytön heikkenemisestä.

Aiheesta aiemmin:

Kallosi värähtelyt voivat olla seuraava salasanasi

Kangas, joka "kuulee" sydämesi äänet

Puettava energiakeräin muuttaa kehon akuksi