המוח ממשק המחשב יכול תרגום מחשבות לתוך דיבור

Neuroengineers יצרו מערכת חדשה שיכולה לתרגם מחשבות פשוטות לתוך דיבור לזיהוי, באמצעות אינטליגנציה מלאכותית וסינתיסייזר דיבור, על פי מחקר שפורסם ביום שלישי.

צוות של חוקרים מבוססי ניו יורק היה מסוגל לשחזר מילים באמצעות רק פעילות המוח, חדשנות שיכולה לסלול את הדרך עבור טכנולוגיות נשלט המוח כמו, למשל, טלפון חכם שיכול לתרגם את המחשבות שלך לתוך הודעות טקסט.

ד"ר נימה מסגראני, מרצה באוניברסיטת קולומביה, הובילה את המחקר ואומרת הפוך כי הוא רואה פוטנציאל גדול כדי לעזור לשחזר דיבור לאנשים מחלים משבץ או לחיות עם טרשת לרוחב amyotrophic (ALS). בהמשך הקו, סוג זה של טק יכול גם לפתוח דלתות על טלפונים חכמים המחוברים למוח, אשר יכול לאפשר למשתמשים טקסט באמצעות המוח שלהם, אם כי זה עדיין רחוק. עבודתו פורסמה בכתב העת דוחות מדעיים.

"אחד המניעים של עבודה זו … מיועד לשיטות אינטראקציה חלופיות בין אדם למחשב, כגון ממשק אפשרי בין משתמש לבין טלפון חכם", הוא אומר. "עם זאת, זה עדיין רחוק מהמציאות, וכרגע, המידע שניתן לחלץ בשיטות לא פולשניות הוא לא מספיק טוב עבור יישום ממשק דיבורי מחשב-מחשב".

האזן לדיבור שנוצר על ידי ממשק מחשב-מחשב.

על מנת לפתח את הטכניקה החדשה, החלו החוקרים לבחון את פעילות המוח של חולי אפילפסיה לצורך מחקרם. חולים אלה כבר היו שתלים אלקטרודה במוחם כדי לפקח על ההתקפים, אשר Messgarani ו מהטה היו מסוגלים להשתמש כדי לאסוף נתונים על המחקר שלהם.

הצמד ביקש מהמשתתפים מוכנים להקשיב לרמקולים לדקלם את המספרים בין אפס לתשעה, ולאחר מכן רשמה את אותות המוח מאותו אינטראקציה. לאחר מכן הם הכשירו רשת עצבית - תוכנית שמחקה את מבנה הנוירון במוח האנושי - כדי לזהות דפוסים באיתותים ולתרגם אותם למילים רובוטיות שנשמעות באמצעות סינתיסייזר דיבור, הידוע כווקאודר.

התוצאה היתה קליפ קצר של מה שנשמע כמו מיקרוסופט סם לספור מאפס עד תשע. החלק המרשים הוא עד כמה ברור הדיבור לעומת שיטות אחרות נבדקו. אבל עדיין יש הרבה עבודה.

"זה עלול לקחת עשור לפני הטכנולוגיה הזו תהיה זמינה", אומר Mesgarani. "אנחנו צריכים יותר התקדמות הן לטווח ארוך, ביו תואם אלקטרודות מושתלים ו / או טכנולוגיות פריצת דרך בשיטות לא פולשניות הקלטה עצביים. אנחנו גם צריכים הבנה טובה יותר של האופן שבו המוח מייצג את הדיבור, כדי שנוכל לחדד את שיטות הפענוח שלנו ".

המטופלים שהיו חלק ממחקר זה, למשל, עברו ניתוחי מוח להשתלת צגי אלקטרופורטיוגרפיה. זהו תהליך פולשני ביותר הדורש ניתוח מוח פתוח, דבר שרוב האנשים אולי לא מוכנים לעבור, גם אם היתה אפשרות של שחזור כמה יכולות הדיבור שלהם.

לעת עתה, מחקר זה הציג שיטה לפענוח אותות מוח לדיבור. אם נדע כיצד לזהות במדויק את פעילות המוח ללא ניתוח, נעבור צעד אחד קרוב יותר לא רק למהפכה בטיפול בדיבור, אלא גם על מנת להביא טלפונים חכמים המחוברים למוח.

מחקר ממשק המוח-מחשב כבר מקבל ריבית חדשה בשנים האחרונות. בחודש אפריל 2017, הודיעה פייסבוק שהיא עובדת על BCI במהלך הכנס השנתי שלה F8. ואלון מוסק הכריז בנובמבר 2018 על כך שנויורלינק, חברת ההפעלה שלו ב- BCI, שכרה.

תקציר

שחזור גירוי שמיעתי היא טכניקה הממצאת את הקירוב הטוב ביותר של הגירוי האקוסטי מאוכלוסיית הפעילות העצבית המעוררת. שחזור הדיבור מהקליפה השמיעה האנושית יוצר את האפשרות של נוירו-אסטת דיבור כדי ליצור תקשורת ישירה עם המוח, ונראה כי הוא אפשרי גם בתנאים גלויים וגם בחשאי. עם זאת, האיכות הנמוכה של הדיבור המשוחזר הגבילה מאוד את התועלת של שיטה זו ליישומי ממשק מחשב-מוח (BCI). כדי לקדם את המדינה- of-the-art neuroprosthesis הדיבור, שילבנו את ההתקדמות האחרונות ללמידה עמוקה עם החידושים האחרונים בטכנולוגיות סינתזה דיבור לשחזר דיבור מובנה להגדיר סגור מהקליפה השמיעה האנושית. בדקנו את התלות בדיוק של שחזור בשיטות רגרסיה לינאריות ולא ליניאריות (רנטגן רשת עמוק) ובייצוג האקוסטי המשמש כמטרה של שחזור, כולל פרמטרי שמיעה ופרמטרים של סינתזת דיבור. בנוסף, השוונו את דיוק השחזור בין טווחי תדרים עצביים נמוכים ונמוכים. התוצאות שלנו מראות כי מודל רשת עצבי עמוק אשר מעריך באופן ישיר את הפרמטרים של סינתיסייזר דיבור מכל התדרים העצביים משיג את הציונים הסובייקטיביים והאובייקטיביים הגבוהים ביותר במשימה של זיהוי ספרותי, ומשפר את רמת ההובנה ב -65% משיטת הבסיס שהשתמשה ברגרסיה לינארית לשחזר את spectrogram השמיעה. תוצאות אלו מדגימות את יעילותם של אלגוריתמים של סינתזה עמוקה של הלמידה והדיבור לתכנון הדור הבא של מערכות BCI של דיבור, אשר לא רק יכולות לשקם את התקשורת עבור חולים משותקים, אלא גם יש פוטנציאל להפוך את טכנולוגיות האינטראקציה בין מחשבים לבין מחשבים.

וידאו קשורים: המוח רובוט חישה רובוטים יכול לשמש כמו הרחבות של גוף האדם