Мягкий «пластырь» позволит говорить без голоса

Американские ученые разработали устройство, которое прикрепляется к шее человека как пластырь и считывает движения мышц. Это поможет заговорить тем, кто потерял голос.

Почти треть людей во всем мире хотя бы раз в жизни теряют голос из-за серьезного заболевания. В таких ситуациях, как правило, назначается хирургическое вмешательство (трахеопищеводное шунтирование, при котором фиксируется голосовой протез) или рекомендуется использование специальных голосовых аппаратов. Во втором случае устройство размещается на шее, под скулами или на подбородке, а движения мышц преобразуются в звук.

Оба существующих метода имеют недостатки. Если у пациента есть протез, его необходимо заменять один раз в год, что означает регулярное хирургическое вмешательство, и его необходимо ежедневно чистить. Хотя звуковые генераторы неинвазивны, ими не всегда легко пользоваться, поскольку они требуют постоянного прижатия устройства к шее, а также периодического разряда электричества.

Ученые Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (США) разработали устройство, которым удобнее пользоваться пациентам. Это мягкий «пластырь», который прикрепляется к горлу человека и считывает движения мышц шеи и преобразует их в электрические сигналы. Они преобразуются в аудио с использованием алгоритмов глубокого машинного обучения. Такие устройства не нужно заряжать. Он самостоятельно вырабатывает энергию, необходимую для нормальной работы.

Авторы протестировали его на восьми добровольцах без нарушений речи. В исследовании было равное количество участников мужского и женского пола, а средний возраст участников исследования составил 21 год. Статья с описанием нового устройства и результатами испытаний опубликована в журнале Nature Communications. Чтобы проверить точность патча, добровольцы громко шептали такие общие фразы, как «Привет, как дела?», «Счастливого Рождества», «Я не могу в это поверить» и «Я люблю тебя». Они делали это стоя, гуляя и бегая. Устройство успешно преобразовывало движения мышц в звуковые сигналы в 94,68% случаев.

Проанализировав результаты испытаний, ученые пришли к выводу, что новое устройство, безусловно, удобнее и эффективнее предыдущего. При весе всего 7 грамм и большей пластичности он лучше распознает движения мышц и быстрее реагирует (в течение 40 микросекунд). При этом «нашивка» водонепроницаема и обеспечивает высокое качество звука.