Kann künstliche Intelligenz denjenigen eine Stimme geben, die keine haben?

Die jüngsten Fortschritte bei den Fähigkeiten der künstlichen Intelligenz (KI) haben zu spannenden Durchbrüchen in den Bereichen Erholung und Behinderung geführt. Technologie spielt seit langem eine wichtige Rolle dabei, Menschen mit Behinderungen bei der Interaktion und Navigation in der Welt zu helfen. Von Hörgeräten und Untertiteln für Gehörlose bis hin zu Hörbüchern für Blinde – Technologie bleibt eine großartige Möglichkeit, Dienstleistungen für Bedürftige bereitzustellen.

KI-Systeme können viele dieser Konzepte möglicherweise auf die nächste Stufe heben. KI-Systeme machen es Patienten bereits jetzt leicht, ihren Gesundheitszustand zu überwachen, Aufzeichnungen zu schützen und bei Bedarf Termine zu vereinbaren. Abgesehen von diesen Aufgaben verbessert KI weiterhin die Fähigkeiten medizinischer Hardware.

Großer Durchbruch

Diese Woche markiert einen wichtigen Meilenstein für die KI-Community. Ein Forscherteam der UCLA unter der Leitung von Jun Chen,  veröffentlichte ein Papier beschreibt in der Zeitschrift Nature Communications ein Gerät, das Menschen mit geschädigten Stimmbändern helfen soll, wieder sprechen zu können.

Das neue System wandelt elektromagnetische Muskelbewegungen in Echtzeit in Text um. Das fortschrittliche KI-Wearable ist ein nicht-invasives Halspflaster, das mit doppelseitigem medizinischem Klebeband angebracht wird. Das Gerät ist nur 1.2 Zoll x 1.2 Zoll groß und wiegt dem Bericht zufolge etwa 7 Gramm. Dieses Gerät verfügt über ein dünnes, flexibles Design, das auch bei längerem Tragen bequem bleibt.

Major Upgrade

Diese neueste Entwicklung ist aus vielen Gründen eine große Neuigkeit für den Markt. Zum einen sind die aktuellen handgeführten Elektro-Larynx- und tracheoösophagealen Methoden invasiv und können Beschwerden verursachen. Diese Geräte sind umständlich und liefern unrealistische Töne, die manchmal roboterhaft klingen.

Darüber hinaus sind diese Verfahren teuer in der Durchführung und erfordern einen ständigen Austausch von Batterien und anderen Teilen, um ihre Funktionsfähigkeit aufrechtzuerhalten. Darüber hinaus handelt es sich um umständliche Geräte, die bei der Verwendung unerwünschte Aufmerksamkeit auf Personen lenken.

Chen und sein Team wollen diese sperrigen Geräte abschaffen und einen KI-gestützten Patch einführen, der dieselben Aufgaben bewältigen kann. Ihre Kreation ist der kleinste und leistungsfähigste KI-integrierte Sprachassistent, der bisher getestet wurde.

So funktioniert es

Die Wissenschaft hinter der Funktionsweise dieses Geräts ist wirklich beeindruckend. Aus mechanischer Sicht kann das Gerät in zwei Schichten zerlegt werden. Die erste Schicht besteht aus der biokompatiblen Silikonverbindung Polydimethylsiloxan (PDMS). Diese dehnbare Schicht ist langlebig und dennoch flexibel.

Die zweite Schicht integriert Kupfer-Induktionsspulen, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Diese Materialien bilden einen magnetoelastischen Sensormechanismus, der kleinste magnetische Veränderungen in der Nähe erkennen kann. Dies sind die gleichen Signale, die Ihr Gehirn an Ihre Muskeln sendet, um diese bei Bedarf zu aktivieren. Daher könnte diese Technologie Eingang in verschiedene zusätzliche Anwendungen finden, die eine Muskelüberwachung erfordern.

Interessanterweise wurde dieser Prozess der Verwendung von Magnetfeldern zur Verfolgung von Muskelbewegungen speziell von Chen und seinem Ingenieurteam im Jahr 2021 entwickelt. In seiner neuesten Anwendung erzeugen die eingebetteten magnetischen Induktionsspulen elektrische Hi-Fi-Signale, die aufgenommen und in Ton umgewandelt werden.

KI macht es möglich

Der magnetoelastische Sensor sammelt diese Magnetfelddaten und stellt sie dem fortschrittlichen KI-Algorithmus für maschinelles Lernen zur Verfügung, der sie in Sprache umwandelt. Der Prozess kann die winzigen elektronischen Impulse erkennen, die Ihre Muskelbewegungen aktivieren. Jede Bewegung ist mit bestimmten Wörtern verbunden, die zusammen eine lesbare Sprache ergeben.

Wie die KI programmiert wurde

Um dieses hochempfindliche KI-Wearable zu entwickeln, begann das Team mit Tests an einer kontrollierten Gruppe von acht gesunden Probanden. Jeder Proband trug das Wearable um seinen Hals und wurde gebeten, eine Satzkombination zu sprechen. Zu diesen Sätzen gehörten Einleitungen und Dinge wie „Ich liebe dich“.

Jeder Satz wurde aufgrund seiner Muskelbewegung, seiner einzigartigen Eigenschaften und seines Klangs ausgewählt. Diese Daten wurden dem maschinellen Lernalgorithmus zusammen mit seinen vorhandenen Bibliotheken bereitgestellt. Zusammengenommen erstellten die Daten über magnetische Kartierung ein vollständiges Spektrum an Muskelbewegungen, wobei jede Bewegung einem Wort entsprach.

Insbesondere wurden die Teilnehmer gebeten, diese Sätze laut und dann leise auszusprechen. Diese Strategie half den Forschern sicherzustellen, dass das Gerät ordnungsgemäß funktionierte. Beeindruckend war, dass das KI-System bei Versuchen eine Genauigkeit von 94.68 % liefern konnte. Wenn diese Erfolgsquote auf eine kommerzielle Anwendung übertragen werden kann, werden Millionen von Menschen davon profitieren.

Forschung gefördert durch

Dieses Projekt hat viele Unterstützer, die ihre Bemühungen unterstützen. Konkret sicherten sich die Teams Fördermittel von der American Heart Association, der Brain & Behavior Research Foundation, dem UCLA Clinical and Translational Science Institute, den National Institutes of Health, dem US Office of Naval Research und der UCLA Samueli School of Engineering. Alle diese Organisationen erkennen das bahnbrechende Potenzial der Technologie.

Quelle – UCLA

Frühere Projekte, die Chen erstellt hat

Chens Team hat eine Reihe von Produkten entwickelt, die Menschen mit Behinderungen helfen sollen. So stellte Chen beispielsweise einen Handschuh vor, der Gebärdensprache in Sprache übersetzen kann. Das Projekt war ein großer Erfolg und hat bereits dazu beigetragen, das Leben von Menschen mit Sprachbehinderungen zu erleichtern.

Stimmstörungen auf dem Vormarsch

Dieses Forscherteam ist nicht allein mit seinem Bestreben, Menschen mit Hörbehinderungen zu helfen. Hörstörungen nehmen zu, und rund 30 % aller Menschen werden irgendwann in ihrem Leben mit diesem Problem konfrontiert. Diese neueste Erfindung könnte dazu beitragen, die Genesung zu beschleunigen und denjenigen eine Stimme zu geben, die sie am meisten brauchen.

Bemerkenswert ist, dass Stimmstörungen, wie viele andere Krankheiten auch, überproportional einkommensschwache Gemeinschaften und Minderheiten betreffen. Eins berichten Eine Studie des National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) ergab, dass jedes zehnte schwarze Kind im Alter zwischen 10 und 3 Jahren an einer Stimm-, Sprach- oder Sprechstörung leidet. Der Zugang zu kostengünstigen KI-Systemen könnte Licht ins Dunkel bringen und dazu beitragen, dieses Szenario bald zu entschärfen.

KI hilft behinderten Menschen, ein erfüllteres Leben zu führen

Die Einführung barrierefreier KI-Tools hat bereits vielen Menschen mit Behinderungen geholfen, Lösungen für ihre Probleme zu finden. Diese Lösungen blieben nicht unbemerkt, und heute haben sich einige der größten Unternehmen der Welt verpflichtet, ihren Beitrag zu leisten.

Microsoft

hat 25 Millionen US-Dollar zugesagt, um die KI-Integration in Barrierefreiheitssektoren voranzutreiben. Die Mittel werden für eine Vielzahl interner Projekte und als Zuschüsse für potenziell aufstrebende Technologien verwendet. Ein weiteres großes Unternehmen, das auf dem Markt vertreten ist, ist Amazon

mit seiner Echo Show. Dieses Gerät ermöglicht behinderten Menschen die Sprachsteuerung zur Interaktion mit Alltagsgeräten.

Die häufigsten KI-Integrationen

Wenn Sie den Markt untersuchen, werden Sie erkennen, dass KI-gestützte Lösungen auf vielfältige Weise das Potenzial haben, für Millionen von Menschen einen echten Unterschied zu machen. Sprachgestützte Technologien wie Alexa ermöglichen einen kostengünstigen Zugriff auf KI zu Hause. Hier sind einige der anderen Bereiche, die aufgrund der KI-Integration positive Entwicklungen erlebt haben:

Kommunikation

Sie haben bereits erfahren, wie KI Menschen mit Sprachbehinderungen und anderen Stimmbandstörungen helfen kann. Ähnliche Technologien unterstützen Menschen bereits bei der Kommunikation mit Familie und Freunden. Beispielsweise kann Googles KI-System Deepmind Lippen lesen.

Beeindruckenderweise hat die Einführung von Bilderkennungsprotokollen wie Microsofts Seeing AI es ermöglicht, Menschen mit Sehbehinderungen wieder zu helfen. Diese KI-Protokolle können trainiert werden, um Gegenstände und Szenarien in Echtzeit zu erkennen und zu beschreiben. KI-Systeme sind in jüngster Zeit so weit entwickelt, dass sie den Kontext von Bildern übersetzen können, was Blinden in naher Zukunft die Orientierung in ihrer Umgebung erleichtern könnte.

Komfortables Wohnen

Es ist leicht, alltägliche Aufgaben wie das Einschalten des Lichts oder das Herausbringen des Mülls als selbstverständlich zu betrachten. Für viele Menschen mit Behinderung sind diese Aufgaben jedoch mit viel Stress und Anstrengung verbunden. KI-Systeme wie Alexis haben das Potenzial, diese Probleme zu lindern, wenn sie mit intelligenten Haushaltsgeräten kombiniert werden.

KI-Systeme erleichtern die Erledigung von Aufgaben per Smartphone. Jeder kann Lichter und Geräte einschalten, sein Eigentum überwachen, den Thermostat wechseln und vieles mehr. In Kombination mit einem KI-Wearable könnten diese Aufgaben so einfach wie ein Flüstern sein.

Barierrefreiheit

Die Barrierefreiheit für Menschen mit Behinderungen kann mithilfe von KI-Systemen verbessert werden. Für behinderte Menschen kann es eine Herausforderung sein, wichtige Aufgaben zu erledigen, etwa Lebensmittel oder Medikamente zu besorgen oder zur Arbeit zu gehen. Autonome Fahrzeuge bieten vielfältige Lösungen für diese Probleme.

Selbstfahrende Autos nutzen große KI-Modelle, um durch komplexe Umgebungen zu navigieren und mit ihren menschlichen Gegenstücken zu interagieren. Diese Dienste können in Zukunft angepasst werden, um Menschen mit Behinderungen zu helfen, ihre Termine einfacher zu erreichen. Dieser Ansatz könnte dazu beitragen, die Isolation zu verringern und die Tür für eine produktivere Gesellschaft zu öffnen.

Gesellschaft

Geistige Behinderungen und andere Störungen können sich verschlimmern, wenn sich eine Person einsam fühlt. KI-Systeme können dabei helfen, diesen Menschen Gesellschaft zu bieten, wenn sie am dringendsten benötigt werden. Sie können beispielsweise Alexa oder Siri bitten, Ihnen einen Witz, eine Tatsache oder eine Neuigkeit zu erzählen oder sogar ein Buch zu lesen.

Diese Interaktionen haben sich dank der Fortschritte bei Large Language Model (LLM)-KI-Systemen wie ChatGPT verbessert. Heutzutage sprechen diese Algorithmen fließend und können Gespräche führen, die von Menschen kaum zu unterscheiden sind.

Marktführer, die Sie kennen sollten

Es ist wichtig zu verstehen, dass nicht nur große Technologieunternehmen diese Innovation vorantreiben. Es gibt immer mehr Startups, die KI auf einzigartige Weise integrieren, um einige der ältesten Probleme der Behindertengemeinschaft zu lösen. Ihre Bemühungen verändern den Markt weiterhin und eröffnen neue Möglichkeiten.

1. HOOBOX Robotik

HOLBOX möchte mit seiner neuesten Erfindung, dem Wheelie 7, Millionen gelähmter und behinderter Menschen auf der ganzen Welt helfen. Dieses KI-gestützte Gesichtserkennungssystem wurde entwickelt, um in weniger als 7 Minuten in bestehende Rollstühle integriert zu werden, daher der Name. Mit dem Gerät können Benutzer Steuerungsaufforderungen an ihre Rollstühle senden, indem sie nur Gesichtsausdrücke verwenden.

2. Stimme

Voiceitt nutzt maschinelles Lernen, um Menschen mit Stottern dabei zu helfen, ihre Sprache zu glätten. Das System integriert fortschrittliches maschinelles Lernen, um die Sprachmuster, die Stimme und die Betonung des Trägers zu verstehen. Diese Datenpunkte werden verwendet, um eine KI-Bibliothek zum Vergleich mit der Sprache des Trägers zu erstellen.

Das Gerät kann Fehler und Fehlkommunikationen in Echtzeit erkennen und korrigieren. Für Menschen mit Sprachbehinderungen, die häufig nach Schlaganfällen und anderen Erkrankungen auftreten, macht dieses Gerät das Leben millionenfach einfacher.

Bedeutung von Handicap-Daten für die KI

Einer der am häufigsten übersehenen Vorteile der KI-Behinderungsintegration ist der Zugriff auf wertvolle Datenpunkte. KI benötigt konstante Daten, um zuverlässige und genaue Ergebnisse zu liefern. Leider gibt es viele Gruppen, die bis vor Kurzem keinen Einfluss auf KI-Algorithmen hatten. Diese Situation führte zu einer voreingenommenen KI und anderen Problemen.

Die Integration von KI in den Behindertenbereich bringt den Zugriff auf einen Datenschatz mit sich. Diese medizinischen Daten werden dazu beitragen, zukünftige KI-Modelle zu verbessern und in Zukunft noch hilfreichere Geräte und Anwendungen zu entwickeln. Darüber hinaus könnten diese Bibliotheken tokenisiert und an andere Firmen vermarktet werden, die Zugang zu diesen Informationen suchen, was weitere Einnahmemöglichkeiten schaffen könnte.

Der KI-Gesundheitsmarkt ist ein Muss

Der KI-Markt im Gesundheitswesen ist seit 2021 im Aufwind. Die Forscher von Statista prognostizieren für den Markt bis 37 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 2030 %. Dieses Wachstum würde den Sektor von 11 Milliarden Dollar im Jahr 2021 auf 188 Milliarden Dollar anwachsen lassen.

Dieselben Daten zeigten, wie KI Ärzten hilft, Zeit zu sparen und Fehler zu reduzieren. Ärzte, die KI-Systeme nutzten, waren in der Lage, jedem Patienten mehr Zeit zu widmen und eine bessere Versorgung zu gewährleisten, ohne die Kosten zu erhöhen. All diese Faktoren haben dazu geführt, dass die Einführung von KI für medizinische Dienstleister immer interessanter wird.

KI spricht für diejenigen, die es nicht können

Es ist beeindruckend zu sehen, wie KI die Art und Weise, wie wir in der Welt interagieren, immer weiter verändert. Die Integration von KI in Produkte für Menschen mit Behinderungen ist ein Schritt, der in allen Bereichen sinnvoll ist und allen Beteiligten einen Mehrwert bietet. Daher ist zu erwarten, dass in Zukunft weitere hilfreiche Produkte auf Basis neuronaler KI-Netzwerke entstehen werden. KI hat das Potenzial, Millionen von Menschen, die nach Linderung ihrer Einschränkungen suchen, Hoffnung zu schenken.

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