非侵入设备贴在脖子上，就能代替人类发声，研究登《自然通讯》

AIGC动态9个月前发布 almosthuman2014

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文章摘要

研究人员在医疗技术领域取得了重要进展，他们开发了一种由人工智能（AI）驱动的发声贴片，这是一种非侵入性的可穿戴设备，旨在帮助那些在使用声道说话时遇到困难的人。

据统计，美国有近1800万成年人在说话时存在障碍，其中超过一半的人受到的影响超过了10年。这项技术的出现，为这一群体提供了新的希望。

这项由加州大学洛杉矶分校（UCLA）的生物医学工程助理教授Jun Chen领导的研究小组完成的技术，已经发表在《自然通讯》杂志上。该技术涉及一个轻质的贴片，可以粘贴在用户的脖子上，用于测量颈部运动。然后，设备的处理器将这些运动信号转换为语音，并播放出来，从而代替人类的发声。

该团队开发的是一种灵活的电磁响应设备，它能够测量颈部肌肉的细微运动。这些信号经过一个经过训练的机器学习算法处理，该算法能够识别一组预定义的短语词典，并将肌肉运动解码为语音。这项技术对于那些因受伤、声带麻痹疾病或喉切除术而无法正常发声的人来说，具有潜在的巨大价值。

目前，这个原型AI模型的能力还比较有限，它只能从五个预设的句子中选择来播放。这些句子包括日常问候和表达情感的简单语句。此外，目前的模型是基于没有言语障碍的人的颈部运动进行训练和测试的。

这种发声贴片利用了一种新型磁弹性材料，这种材料在被拉伸和压缩时会改变其磁场强度。这些变化通过内置的柔性感应线圈进行测量，从而感知用户颈部肌肉的微小三维运动。为了提高灵敏度，研究小组还将材料设计成剪纸图案，这种设计使得传感器能够在较小的拉伸和偏转下均匀地响应。

Jun Chen教授和他的团队正在努力将这项研究成果转化为实际的医疗设备，并不断优化设备的性能。他们的目标是标准化批量生产流程，改进软件和硬件，增加可翻译的词汇量和提高准确性，使设备更加人性化。Jun Chen教授预计，在未来3-5年内，他们将能够生产出一种可行的医疗设备，这将极大地改善言语障碍患者的生活质量。