Un innovativo cerotto per la gola potrebbe aiutare le persone a parlare senza corde vocali

Può tradurre i movimenti muscolari in voce

Ricercatori dell’Università della California hanno sviluppato un cerotto autoalimentato che utilizza l’intelligenza artificiale per tradurre i movimenti muscolari della gola in voce, permettendo alle persone di parlare senza corde vocali
Il cerotto, leggero e resistente al sudore, genera elettricità dai movimenti muscolari e utilizza strati di materiali avanzati per produrre segnali elettrici interpretati da un algoritmo di apprendimento automatico
Composto da cinque strati, il cerotto include materiali siliconici e micromagneti per creare un campo magnetico, con bobine di rame che convertono le variazioni del campo magnetico in impulsi elettrici
Gli esperimenti hanno mostrato un’accuratezza del 95% nel tradurre impulsi elettrici in parole, dimostrando la capacità dell’algoritmo di interpretare affidabilmente i movimenti muscolari per generare parlato
Sebbene promettente, lo studio ha coinvolto solo otto partecipanti sani e ha utilizzato un numero limitato di frasi

I ricercatori dell’Università della California hanno recentemente creato un cerotto per la gola autoalimentato che utilizza l’apprendimento automatico per tradurre i movimenti muscolari in voce, aiutando le persone a parlare senza corde vocali. Jun Chen, professore assistente di bioingegneria presso l’Università della California, Los Angeles, ha avuto l’idea di un dispositivo non invasivo per l’abilitazione del linguaggio dopo aver sentito le sue corde vocali affaticarsi a causa di conferenze di diverse ore. Ha iniziato a pensare a come aiutare una persona a parlare senza usare le corde vocali e, con l’aiuto dei suoi colleghi dell’Università della California, ha progettato un innovativo cerotto che si attacca alla gola dell’utente e utilizza la tecnologia AI per decodificare i suoi movimenti muscolari in linguaggio.

Il dispositivo, leggero e resistente al sudore della pelle, sfrutta anche i movimenti muscolari dell’utente per generare elettricità, il che significa che non richiede una batteria per funzionare. In uno studio pubblicato sulla rivista Nature Scientific Journal, il Prof. Jun Chen e il suo team spiegano come funziona il loro cerotto per la gola autoalimentato di 7,2 grammi. Il minuscolo dispositivo è composto da cinque strati sottili, tra cui materiali che rispondono ai sottili movimenti dei muscoli della gola. Quando chi lo indossa esegue i movimenti necessari per pronunciare una frase, i materiali rispondono producendo segnali elettrici che possono essere tradotti in voce con l’aiuto della tecnologia di apprendimento automatico.

I partecipanti hanno pronunciato cinque brevi frasi 100 volte ciascuna

Gli strati esterni del cerotto sono realizzati in materiale siliconico morbido e flessibile, mentre lo strato centrale è composto da silicio e micromagneti e genera un campo magnetico che varia a seconda dei movimenti dei muscoli. Gli altri due strati centrali sono costituiti da bobine di filo di rame che trasformano le variazioni del campo magnetico in impulsi elettrici. In un esperimento descritto nel loro studio, Chen e i suoi colleghi hanno inviato gli impulsi elettrici a un algoritmo di apprendimento automatico che li ha trasformati in frasi pronunciate. Per addestrare l’algoritmo, gli otto partecipanti allo studio hanno dovuto pronunciare cinque brevi frasi 100 volte ciascuna mentre indossavano il cerotto, in modo che l’algoritmo potesse imparare ad associare ogni frase ai suoi specifici movimenti muscolari.

Lo studio ha dimostrato che l’algoritmo ha avuto un’accuratezza di circa il 95% nel tradurre gli impulsi elettrici del cerotto in parlato, sia quando le frasi sono state pronunciate ad alta voce sia quando sono state pronunciate “senza voce”. Questo suggerisce che l’algoritmo è in grado di interpretare in modo affidabile le forme d’onda e di tradurle in parlato, ma il Prof. Chen sottolinea anche che il suo studio ha dei limiti. I test sono stati limitati a otto persone che hanno pronunciato cinque frasi e nessuno di loro soffriva di disturbi del linguaggio. Inoltre, anche se il cerotto dovesse rivelarsi efficace in uno studio più ampio, la logistica per produrlo su larga scala è ancora da definire. Tuttavia il cerotto per la gola è considerato un’invenzione molto promettente, considerando che circa il 30% delle persone avrà almeno un disturbo della voce nel corso della vita e che le alternative attuali, come l’elettrolaringe, sono invasive, costose o entrambe.