211service.com
Liežuvį sekančios dirbtinės gerklos
Pietų Afrikos tyrėjai kuria naujos rūšies dirbtines gerklas, kurios neturės tokio triukšmingo balso kaip esami prietaisai. Sistema seka liežuvio ir gomurio kontaktą, kad nustatytų, kuris žodis yra ištartas, ir garsams generuoti naudoja kalbos sintezatorių.
Susisiekimas: Viršutiniame paveikslėlyje esantis palatometras paprastai naudojamas kalbos terapijoje. Pietų Afrikos mokslininkai moko prietaisą atpažinti žodžius, kuriuos ištaria žmonės, kuriems buvo pašalintos gerklos. Erdvės ir laiko grafikas apatiniame paveikslėlyje atitinka liežuvio ir gomurio sąlyčio modelį žodžiui buvo.
Pagal Nacionalinis vėžio institutas , kasmet apie 10 000 amerikiečių diagnozuojamas gerklų vėžys, o daugumai pacientų, sergančių pažengusiu vėžiu, turi būti pašalintas balso aparatas.
Visi šiuo metu prieinami prietaisai skleidžia tokį blogą garsą – jis skamba kaip robotas, arba turi šiurkštų balsą, sako Megan Russell, doktorantė. Witwatersrand universitetas Johanesburge, Pietų Afrikoje. Jautėme, kad technologija yra skirta dirbtiniam sintezuoto balso sprendimui.
Sistemoje naudojamas palatometras: prietaisas, kuris labai panašus į ortodontinę plokštelę ir paprastai naudojamas kalbos terapijai. Prietaisas, pagamintas pagal CompleteSpeech Orem, UT, seka liežuvio ir gomurio kontaktą naudodama 118 įterptųjų lietimo jutiklių. Dirbtinių gerklų programinę įrangą parašė Russellas ir kolegos iš Witwatersrand universiteto. Jų darbai pristatomi Tarptautinė biomedicinos ir farmacijos inžinerijos konferencija šią savaitę Singapūre.
Norėdamas naudoti prietaisą, žmogus įdeda palatometrą jai į burną ir paprastai taria žodžius. Sistema bando tuos burnos judesius paversti žodžiais, prieš atkurdama juos mažu garso sintezatoriumi, galbūt įkištu į marškinių kišenę.
Iki šiol Russell išmokė sistemą atpažinti 50 įprastų anglų kalbos žodžių, kiekvieną žodį tardama kelis kartus su palatometru burnoje. Informacija gali būti pavaizduota dvejetainiame erdvės ir laiko grafike ir įtraukta į duomenų bazę. Kiekvieną kartą, kai vartotojas kalba, kontaktiniai modeliai lyginami su duomenų baze, kad būtų galima nustatyti teisingą žodį.
Russell komanda išbandė žodžių identifikavimo sistemą naudodama įvairius metodus. Vienas iš būdų apima gautų duomenų suderinimą ir vidurkį treniruojant įrenginį keletui žodžio atvejų, kad būtų sukurtas palyginimo šablonas. Kitas lygina ypatybes, tokias kaip duomenų diagramų plotas diagramoje ir masės centras X ir Y ašyse. Balsavimo sistema lygina pasirinktų metodų rezultatus, kad sužinotų, ar yra sutarimas. Tyrėjai taip pat išbandė nuspėjamosios analizės sistemą, kuri atsižvelgia į paskutinį ištartą žodį, kad padėtų nustatyti kitą.
Russellas teigia, kad sujungus balsavimo ir nuspėjamuosius elementus, sistema 94,14 procento atvejų nustato teisingą žodį, nors tai neapima žodžių, kuriuos sistema klasifikuoja kaip nežinomus ir pasirenka praleisti. Russellas teigia, kad taip nutinka apie 18 proc. Tačiau neteisingo žodžio pasirinkimas gali sukelti labai sudėtingų socialinių situacijų, sako Russellas, todėl sistemai geriausia atmesti neaiškius žodžius ir tylėti.
Komanda tikisi pašalinti palatometro juostinius laidus, kurie išbėga iš vartotojo burnos, o vietoj to sukurti sistemą, kurioje duomenys būtų belaidžiu būdu perduodami iš palatometro į kalbos sintezatorių. Grupei taip pat reikia tobulinti nuspėjamosios analizės sistemą ir išplėsti žodžių duomenų bazę.
Russello komandai taip pat reikės išbandyti daug daugiau dalykų, įskaitant tuos, kurie neturi gerklų, kad prietaisas taptų plačiai prieinamas.
Taip pat ketiname įdiegti tam tikrą vartotojo valdomą aukščio ir garsumo moduliavimą, kad garsas būtų natūralesnis, sako Davidas Rubinas, Witwatersrand universiteto elektros ir informacijos inžinerijos profesorius ir vienas iš Russello patarėjų. projektą. Pavyzdžiui, mes siekiame, kad vartotojas, užduodamas klausimą, galėtų pasiekti tipišką balso linksnį aukštyn, palyginti su pareiškimu.
Taip pat svarbu, kad komanda pagerintų įrenginio apdorojimo greitį. Dabar užtrunka daugiau nei sekundę, kol sistema atpažįsta ir atkuria teisingą žodį. Galiausiai šį laiką reikia sutrumpinti iki mažiau nei 0,3 sekundės, kad stebėtojams atrodytų, jog žmogaus lūpos ir balsas yra sinchronizuoti, sako Russellas.
Holo universiteto (JK) mokslininkai tiria kitokį požiūrį į šią problemą. Jie įdeda magnetus į burną ir matuoja magnetinio lauko pokyčius aplink burną, atitinkančius judėjimą. Šiuo metu „Hull“ mokslininkai naudoja chirurginius klijus, kad pritvirtintų šešis magnetus prie lūpų, gerklės ir liežuvio. Galiausiai magnetai būtų implantuoti. Vis dar svarstome, kur geriausia juos dėti, sako Džeimsas Gilbertas , Hull inžinerijos vyresnysis dėstytojas.
Kaip ir Witwatersrand komanda, „Hull“ grupė tikisi pašalinti daug laidų ir išplėsti savo duomenų rinkinį. Šiuo metu „Hull“ sistema gali identifikuoti tik 10 žodžių, o tikslumas gali svyruoti nuo 70 iki 100 procentų.
Tačiau Gilbertas abejoja, ar visus žodžius būtų galima atpažinti naudojant palatometrą. Jis sako, kad analizės metodai atrodo pagrįsti, tačiau priduria, kad kai kurių žodžių sąlytis su gomuriu yra labai ribotas.
Witwatersrand komanda mano, kad jos dizainas yra pranašesnis, nes jam nereikia chirurginių implantų. Jei bendra idėja pasitvirtintų, tikimės, kad pavyks sudaryti sutartis su esamas sistemas gaminančiomis įmonėmis, kad galėtume pereiti prie tokio požiūrio į dirbtines gerklas, sako Rubinas.