Các kỹ sư dịch tín hiệu não trực tiếp vào lời nói

Đăng lúc: Thứ hai - 11/03/2019 09:43 - Người đăng bài viết: SuperG
Các kỹ sư dịch tín hiệu não trực tiếp vào lời nói

Các kỹ sư dịch tín hiệu não trực tiếp vào lời nói

Bước tiến đánh dấu bước quan trọng đối với các tương tác máy tính bằng não bộ hứa hẹn rất nhiều cho những người bị hạn chế hoặc không có khả năng nói có thể tương tác được với thế giới bên ngoài.

Trong một khoa học đầu tiên, các nhà thần kinh học đã tạo ra một hệ thống chuyển suy nghĩ thành lời nói dễ hiểu, dễ nhận biết. Bước đột phá này, khai thác sức mạnh của tổng hợp giọng nói và trí tuệ nhân tạo, có thể dẫn đến những cách thức mới để máy tính giao tiếp trực tiếp với não.

Hình ảnh minh họa.
Source: © adragan / Fotolia
 
Trong một nghiên cứu khoa học đầu tiên, các nhà thần kinh học Columbia đã tạo ra một hệ thống chuyển suy nghĩ thành lời nói dễ hiểu, dễ nhận biết. Bằng cách theo dõi hoạt động não của ai đó, công nghệ có thể tái tạo lại những từ mà một người nghe được với sự rõ ràng chưa từng thấy. Bước đột phá này, khai thác sức mạnh của tổng hợp giọng nói và trí tuệ nhân tạo, có thể dẫn đến những cách thức mới để máy tính giao tiếp trực tiếp với não. Nó cũng đặt nền tảng cho việc giúp đỡ những người không thể nói, chẳng hạn như những người sống chung với bệnh xơ cứng teo cơ bên trái (ALS) hoặc hồi phục sau đột quỵ, lấy lại khả năng giao tiếp với thế giới bên ngoài.

Những phát hiện này đã được công bố ngày hôm nay trong các báo cáo khoa học .

"Tiếng nói của chúng tôi giúp kết nối chúng tôi với bạn bè, gia đình và thế giới xung quanh chúng tôi, đó là lý do tại sao việc mất sức mạnh của giọng nói do chấn thương hoặc bệnh tật rất tàn phá", Nima Mesgarani, Tiến sĩ, tác giả chính của bài báo và một điều tra viên chính của bài báo nói. tại Viện nghiên cứu hành vi não bộ Mortimer B. Zuckerman của Đại học Columbia. "Với nghiên cứu ngày nay, chúng tôi có một cách tiềm năng để khôi phục sức mạnh đó. Chúng tôi đã chỉ ra rằng, với công nghệ phù hợp, những suy nghĩ của những người này có thể được giải mã và hiểu bởi bất kỳ người nghe nào."

Nhiều thập kỷ nghiên cứu đã chỉ ra rằng khi mọi người nói - hoặc thậm chí tưởng tượng nói - các mô hình hoạt động kể chuyện xuất hiện trong não của họ. Mô hình tín hiệu riêng biệt (nhưng có thể nhận ra) cũng xuất hiện khi chúng ta nghe ai đó nói hoặc tưởng tượng nghe. Các chuyên gia, cố gắng ghi lại và giải mã các mô hình này, nhìn thấy một tương lai trong đó những suy nghĩ không cần phải ẩn trong não - mà thay vào đó có thể được dịch thành lời nói bằng lời nói.

Nhưng hoàn thành kỳ tích này đã chứng minh thách thức. Những nỗ lực ban đầu để giải mã tín hiệu não của Tiến sĩ Mesgarani và những người khác tập trung vào các mô hình máy tính đơn giản phân tích phổ, là biểu thị trực quan của tần số âm thanh.

Nhưng vì cách tiếp cận này đã thất bại trong việc tạo ra bất cứ điều gì giống như lời nói dễ hiểu, nhóm của Tiến sĩ Mesgarani đã chuyển sang một bộ phát âm, một thuật toán máy tính có thể tổng hợp lời nói sau khi được đào tạo về bản ghi âm của những người nói chuyện.

"Đây là công nghệ tương tự được sử dụng bởi Amazon Echo và Apple Siri để đưa ra câu trả lời bằng lời cho câu hỏi của chúng tôi", Tiến sĩ Mesgarani, cũng là phó giáo sư kỹ thuật điện tại Trường Kỹ thuật và Khoa học Ứng dụng Fu Foundation của Columbia nói.

Để dạy người phát âm diễn giải hoạt động của não, Tiến sĩ Mesgarani đã hợp tác với Ashesh Dinesh Mehta, MD, Tiến sĩ, một bác sĩ phẫu thuật thần kinh tại Viện Bác sĩ Thần kinh Y tế Northwell và đồng tác giả của bài báo hôm nay. Bác sĩ Mehta điều trị cho bệnh nhân động kinh, một số người phải phẫu thuật thường xuyên.

"Làm việc với bác sĩ Mehta, chúng tôi đã yêu cầu các bệnh nhân động kinh đã trải qua phẫu thuật não để lắng nghe những câu nói của những người khác nhau, trong khi chúng tôi đo các mô hình hoạt động của não", bác sĩ Mesgarani nói. "Những mô hình thần kinh đã đào tạo bộ phát âm."

Tiếp theo, các nhà nghiên cứu yêu cầu những bệnh nhân tương tự lắng nghe người nói đọc các chữ số trong khoảng từ 0 đến 9, trong khi ghi lại các tín hiệu não có thể được chạy qua bộ phát âm. Âm thanh được tạo ra bởi bộ phát âm để đáp ứng với các tín hiệu đó đã được phân tích và làm sạch bởi các mạng thần kinh, một loại trí thông minh nhân tạo bắt chước cấu trúc của các tế bào thần kinh trong não sinh học.

Kết quả cuối cùng là một giọng nói nghe có vẻ như robot đọc một chuỗi các con số. Để kiểm tra tính chính xác của bản ghi âm, Tiến sĩ Mesgarani và nhóm của ông đã giao nhiệm vụ cho các cá nhân nghe bản ghi âm và báo cáo những gì họ nghe được.

"Chúng tôi thấy rằng mọi người có thể hiểu và lặp lại âm thanh khoảng 75% thời gian, cao hơn và vượt xa mọi nỗ lực trước đây", Tiến sĩ Mesgarani nói. Sự cải thiện về mức độ thông minh đặc biệt rõ ràng khi so sánh các bản ghi mới với các nỗ lực dựa trên chương trình phổ trước đó. "Bộ phát âm nhạy cảm và mạng lưới thần kinh mạnh mẽ đại diện cho âm thanh mà bệnh nhân ban đầu nghe với độ chính xác đáng ngạc nhiên."

Tiến sĩ Mesgarani và nhóm của ông có kế hoạch kiểm tra các từ và câu phức tạp hơn tiếp theo, và họ muốn thực hiện các bài kiểm tra tương tự về tín hiệu não phát ra khi một người nói hoặc tưởng tượng nói. Cuối cùng, họ hy vọng hệ thống của họ có thể là một phần của bộ cấy, tương tự như bộ được đeo bởi một số bệnh nhân động kinh, giúp chuyển trực tiếp suy nghĩ của người đeo thành lời nói.

"Trong kịch bản này, nếu người đeo nghĩ rằng 'Tôi cần một ly nước', hệ thống của chúng tôi có thể lấy tín hiệu não do suy nghĩ đó tạo ra và biến chúng thành lời nói tổng hợp, bằng lời nói," Tiến sĩ Mesgarani nói. "Đây sẽ là một người thay đổi cuộc chơi. Nó sẽ cho bất cứ ai mất khả năng nói, cho dù thông qua chấn thương hay bệnh tật, cơ hội đổi mới để kết nối với thế giới xung quanh họ."


Nguồn tin: sciencedaily.com
Đánh giá bài viết
Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá
Click để đánh giá bài viết
 

Giới thiệu sản phẩm dịch vụ

Giới thiệu sản phẩm dịch vụ: -          Cung cấp giải pháp, thiết kế các sản phẩm Robot gia dụng -          Cung cấp các sản phẩm điện thông minh, nhà thông minh -          Sửa chữa, phục hồi chức năng cho Robot -  ...

Thăm dò ý kiến

Bạn có muốn sở hữu một Robot trong nhà không?

Cần một Robot để dọn dẹp

Cần một Robot trông nhà

Cần một Robot để giải trí

Bạn cần một Robot theo cách khác

Bạn đã có rồi

Bạn không cần

Liên kết