Voiko tekoäly antaa äänen niille, joilla ei ole sitä

Viimeaikaiset edistysaskeleet tekoälyn (AI) kyvyissä ovat johtaneet jännittäviin läpimurtoihin kuntoutus- ja vammaisaloilla. Tekniikka on pitkään näytellyt keskeistä roolia auttaen vammaisia ihmisiä vuorovaikuttamaan ja liikkumaan maailmassa. Kuuroille kuulolaitteet ja tekstitykset sekä sokeille äänikirjat ovat esimerkkejä siitä, miten tekniikka tarjoaa palveluita tarvitseville.

Tekoälyjärjestelmät voivat mahdollisesti viedä monia näistä konsepteista seuraavalle tasolle. Jo nyt tekoäly helpottaa potilaita seuraamaan terveyttään, suojaamaan tietojaan ja varaamaan aikoja tarpeen mukaan. Näiden tehtävien ohella tekoäly jatkaa lääketieteellisten laitteistojen kyvykkyyksien parantamista.

Merkittävä läpimurto

Tämä viikko merkitsee merkittävää virstanpylvästä tekoälyyhteisölle. UCLA:n tutkijaryhmä, jota johtaa Jun Chen, julkaisi artikkelin Nature Communications -lehdessä, jossa kuvataan laite, jonka tarkoituksena on auttaa vaurioituneita äänielimiä omaavia puhumaan uudelleen.

Uusi järjestelmä toimii muuntamalla sähkömagneettiset lihasliikkeet reaaliaikaisesti tekstiksi. Edistynyt tekoälyä hyödyntävä kannettava laite on ei-invasiivinen niskapläksi, joka kiinnitetään kaksipuolisella lääketieteellisellä teipillä. Laitteen koko on vain 1,2 tuumaa x 1,2 tuumaa ja paino noin 7 grammaa, raportin mukaan. Tämä laite tarjoaa ohut, joustavan muotoilun, joka pysyy mukavana myös pitkään käytettynä.

Merkittävä päivitys

Tämä viimeisin kehitys on merkittävä uutinen markkinoille monista syistä. Ensinnäkin nykyiset kädessä pidettävät elektro-larynxit ja trakeoesofageaaliset menetelmät ovat invasiivisia ja voivat aiheuttaa epämukavuutta. Nämä laitteet ovat kömpelöitä ja tuottavat epärealistisia sävyjä, jotka kuulostavat joskus robottimaisilta.

Lisäksi nämä toimenpiteet ovat kalliita toteuttaa ja vaativat jatkuvaa paristojen ja muiden tarvikkeiden vaihtamista, jotta ne pysyvät käyttökelpoisina. Ne ovat myös kömpelöitä laitteita, jotka kiinnittävät ei-toivottua huomiota käyttäjiinsä käytön aikana.

Chen ja hänen tiiminsä haluavat luopua näistä kömpelöistä laitteista ja esittelevät tekoälyllä varustetun läpän, joka pystyy hoitamaan samat tehtävät. Heidän luomuksensa on tähän mennessä testattu pienin ja tehokkain tekoälyintegroidun ääniavustajan.

Miten se toimii

Tämän laitteen toiminnan taustalla oleva tiede on todella vaikuttavaa. Mekaanisesta näkökulmasta laite voidaan jakaa kahteen kerrokseen. Ensimmäinen kerros koostuu biokompatibelista silikoniyhdisteestä polydimetylisilosaanista (PDMS). Tämä joustava kerros on suunniteltu kestämään, mutta silti joustavaksi.

Toinen kerros sisältää kuparisia induktiokeloja, jotka luovat magneettikentän. Nämä materiaalit muodostavat magnetoelastisen anturimekanismin, joka pystyy havaitsemaan pienimmätkin lähistön magneettimuutokset. Nämä ovat samat signaalit, joita aivosi lähettävät lihaksillesi niiden aktivoimiseksi tarpeen mukaan. Tämän vuoksi teknologia voi löytää tiensä erilaisiin lisäsovelluksiin, jotka vaativat lihasseurantaa.

Mielenkiintoista on, että tämä magneettikenttien käyttö lihasliikkeiden seuraamiseen kehitettiin erityisesti Chenin ja hänen insinööriyhteensä vuonna 2021. Hänen viimeisimmässä sovelluksessaan upotetut magneettis-induktio kelat tuottavat hi-fi sähköisiä signaaleja, jotka kerätään ja muunnetaan ääniksi.

Tekoäly tekee sen mahdolliseksi

Magneettoelastinen anturi kerää nämä magneettikentän tiedot ja syöttää ne edistykselliselle koneoppimisen tekoälyalgoritmille, joka muuntaa ne puheeksi. Prosessi pystyy tunnistamaan pienet sähköiset pulssit, jotka aktivoivat lihasliikkeesi. Jokainen liike liitetään tiettyihin sanoihin, jotka yhdistyvät luoden luettavaa puhetta.

Miten tekoäly ohjelmoitiin

Luodakseen tämän erittäin herkän tekoälykannettavan, tiimi aloitti testauksen kontrolloidussa ryhmässä, jossa oli kahdeksan terveellistä koehenkilöä. Jokainen koehenkilö asetti laitteen niskalleen ja pyydettiin puhumaan yhdistelmän lauseita. Näihin lauseisiin kuului esittelyitä ja esimerkiksi “Rakastan sinua”.

Jokainen lause valittiin sen lihasliikkeen, ainutlaatuisten ominaisuuksien ja äänien perusteella. Nämä tiedot syötettiin koneoppimisalgoritmille sen olemassa olevien kirjastojen ohella. Yhdessä tiedot loivat täydellisen skaalan lihasliikkeitä magneettikartoituksen avulla, jossa jokainen liike vastaa tiettyä sanaa.

Erityisesti osallistujia pyydettiin lausumaan nämä fraasit ääneen ja sitten hiljaisesti. Tämä strategia auttoi tutkijoita varmistamaan, että laite toimi oikein. Vaikuttavasti tekoälyjärjestelmä pystyi saavuttamaan 94,68 % tarkkuuden kokeissa. Jos tätä onnistumisprosenttia voidaan soveltaa kaupalliseen käyttöön, miljoonat ihmiset hyötyvät siitä.

Tutkimus rahoitettu taholta

Tällä projektille on monia tukijoita, jotka tukevat heidän ponnistuksiaan. Erityisesti tiimit saivat rahoitusta American Heart Associationilta, Brain & Behavior Research Foundationilta, UCLA Clinical and Translational Science Institutelta, National Institutes of Healthilta, Yhdysvaltain merentutkimusvirastolta (Office of Naval Research) sekä UCLA Samueli School of Engineeringilta. Kaikki nämä organisaatiot tunnistavat teknologian mullistavan potentiaalin.

Lähde – UCLA

Chenin aikaisemmat projektit

Chenin tiimi on luonut erilaisia tuotteita, jotka on suunniteltu auttamaan vammaisväestöä. Yhdessä tapauksessa Chen esitteli käsineen, joka voi kääntää viittomakielen puheeksi. Projekti oli suuri menestys ja on jo helpottanut puhehäiriöistä kärsivien elämää.

Äänihäiriöt lisääntyvät

Tämä tutkijaryhmä ei ole ainoa, joka pyrkii auttamaan kuulovammaisia. Kuulohäiriöt ovat yleistymässä, ja noin 30 % ihmisistä joutuu kohtaamaan tämän ongelman jossain vaiheessa elämäänsä. Tämä viimeisin keksintö voisi nopeuttaa toipumisaikoja ja antaa äänen niille, jotka sitä eniten tarvitsevat.

Erityisesti äänihäiriöt, kuten monet sairaudet, vaikuttavat suhteettomasti pienituloisiin ja vähemmistöyhteisöihin. Yksi raportti Yhdysvaltain kansallisen kuulo- ja puhehäiriöiden instituutin (NIDCD) mukaan yksi kymmenestä mustasta lapsesta ikävälillä 3–17 vuotta kärsii ään-, kieli- tai puhehäiriöstä. Edullisten tekoälyjärjestelmien saatavuus voisi valaista ja lievittää tätä tilannetta pian.

Tekoäly auttaa vammaisia elämään täyteläisempää elämää

Saavutettavien tekoälytyökalujen käyttöönotto on jo auttanut monia vammaisia löytämään ratkaisuja ongelmiinsa. Nämä ratkaisut eivät ole jääneet huomaamatta, ja tänään jotkut maailman suurimmista yrityksistä ovat sitoutuneet tekemään oman osansa.

Microsoft (MSFT )

on luvannut 25 miljoonaa dollaria tekoälyn integroimiseksi saavutettavuussektoreille. Rahoitus kohdistuu lukuisiin sisäisiin projekteihin ja apurahoihin mahdollisesti mullistaville teknologioille. Toinen merkittävä yritys, jolla on markkinaosuutta, on Amazon (AMZN )

sen Echo Show -laitteella. Tämä laite mahdollistaa vammaisille henkilöille ääni­ohjauksen päivittäisten laitteiden kanssa.

Yleisimpiä tekoälyintegraatioita

Markkinoita tarkastellessa näet monia eri tapoja, joilla tekoälypohjaiset ratkaisut voivat tehdä todellisen eron miljoonille. Ääniavusteiset teknologiat, kuten Alexa, tarjoavat edullisen pääsyn kotona olevaan tekoälyyn. Tässä on joitakin muita alueita, jotka ovat kokeneet myönteisiä kehityksiä tekoälyintegraation ansiosta:

Viestintä

Olet jo oppinut, miten tekoäly voi auttaa puhehäiriöistä kärsiviä ja muita äänielimen häiriöitä. Samankaltaiset teknologiat auttavat jo ihmisiä kommunikoimaan perheensä ja ystäviensä kanssa. Esimerkiksi Googlen tekoälyjärjestelmä Deepmind pystyy lukemaan huulia.

Vaikuttavasti Microsoftin Seeing AI -kuvantunnistusprotokollien käyttöönotto on mahdollistanut näkörajoitteisten näkemisen uudelleen. Nämä tekoälyprotokollat voidaan kouluttaa tunnistamaan ja kuvailemaan kohteita ja tilanteita reaaliajassa. Äskettäin tekoälyjärjestelmät ovat kehittyneet pisteeseen, jossa ne voivat kääntää kuvien kontekstin, mikä voisi auttaa sokeita navigoimaan yhteisöissään lähitulevaisuudessa.

Mukava asuminen

On helppo pitää itsestäänselvyytenä kyky suorittaa päivittäisiä tehtäviä, kuten valojen sytyttämistä tai roskien viemistä. Monille vammaisille yhteisön jäsenille nämä tehtävät vaativat paljon stressiä ja vaivaa. Tekoälyjärjestelmät, kuten Alexis, voivat auttaa lievittämään näitä ongelmia yhdistettynä älykkäisiin kodin laitteisiin.

Tekoälyjärjestelmät helpottavat tehtävien suorittamista älypuhelimesta. Kuka tahansa voi sytyttää valot ja laitteet, valvoa omaisuuttaan, säätää termostaattia ja paljon muuta. Kun ne yhdistetään tekoälykannettavaan, nämä tehtävät voivat olla yhtä helppoja kuin kuiskaus.

Saavutettavuus

Vammaisten saavutettavuutta voidaan parantaa tekoälyjärjestelmien avulla. Vammaisille henkilöille kriittisten tehtävien, kuten ruokaostosten, lääkkeiden tai työpaikalle menemisen, suorittaminen voi olla haastavaa. Itsestään ajavat ajoneuvot tarjoavat useita ratkaisuja näihin ongelmiin.

Itseohjautuvat autot käyttävät suuria tekoälymalleja navigoidakseen monimutkaisissa ympäristöissä ja ollakseen vuorovaikutuksessa ihmiskumppaneidensa kanssa. Nämä palvelut voidaan tulevaisuudessa räätälöidä auttamaan vammaisia henkilöitä pääsemään helpommin tapaamisiin. Tämä lähestymistapa voisi vähentää eristäytymistä ja avata ovia tuottavammalle yhteiskunnalle.

Seurustelu

Mielenterveysongelmat ja muut häiriöt voivat pahentua, kun henkilö tuntee olonsa yksinäiseksi. Tekoälyjärjestelmät voivat tarjota seuraa näille ihmisille juuri silloin, kun sitä eniten tarvitaan. Esimerkiksi voit pyytää Alexaa tai Siriä kertomaan vitsin, faktan, uutisen tai jopa lukemaan kirjan.

Nämä vuorovaikutukset ovat parantuneet suurten kielimallien (LLM) tekoälyjärjestelmien, kuten ChatGPT:n, edistymisen ansiosta. Nykyään nämä algoritmit puhuvat sujuvasti ja voivat käydä keskusteluja, jotka ovat lähes erottamattomia ihmisistä.

Markkinoiden vaikuttajat, jotka sinun tulisi tuntea

On tärkeää ymmärtää, että innovaatiota eivät ajaa ainoastaan suuret teknologiayritykset. Markkinoilla on kasvava määrä startup-yrityksiä, jotka integroivat tekoälyä ainutlaatuisilla tavoilla auttaakseen ratkaisemaan vanhoja ongelmia, joita vammaisyhteisö kohtaa. Heidän panoksensa jatkaa markkinoiden muokkaamista ja avaa uusia mahdollisuuksia.

1. HOOBOX Robotics

HOLBOX haluaa auttaa miljoonia halvaantuneita ja vammaisia ihmisiä ympäri maailmaa uusimmalla keksinnöllään, Wheelie 7:llä. Tämä tekoälyllä varustettu kasvojentunnistusjärjestelmä rakennettiin integroitavaksi olemassa oleviin pyörätuoleihin alle 7 minuutissa, mistä nimi johtuu. Laite mahdollistaa käyttäjien lähettää ohjauskomentoja pyörätuoleihinsa pelkästään kasvojen ilmeiden avulla.

2. Voiceitt

Voiceitt käyttää tekoälypohjaista koneoppimista auttaakseen ahtausongelmista kärsiviä sujuvoittamaan puhettaan. Järjestelmä integroi edistyneen koneoppimisen ymmärtääkseen käyttäjän puhekuviot, äänen ja intonaatiot. Näitä tietopisteitä käytetään luomaan tekoälykirjasto, jonka avulla puhetta voidaan verrata.

Laite pystyy tunnistamaan virheitä ja väärinymmärryksiä reaaliaikaisesti ja korjaamaan ne. Puhehäiriöistä kärsiville, jotka ovat yleisiä aivohalvauksen ja muiden sairauksien jälkeen, tämä laite tekee elämästä miljoona kertaa helpompaa.

Vammaistietojen merkitys tekoälylle

Yksi tekoälyn vammaisintegroinnin yleisimmin huomiotta jätetyistä eduista on pääsy arvokkaisiin datapisteisiin. Tekoäly tarvitsee jatkuvaa dataa tarjotakseen luotettavia ja tarkkoja tuloksia. Valitettavasti on monia ryhmiä, joilla tähän asti ei ole ollut vaikutusmahdollisuutta tekoälyalgoritmeihin. Tämä tilanne on johtanut puolueelliseen tekoälyyn ja muihin ongelmiin.

Tekoälyn integrointi vammaissektoriin tuo mukanaan pääsyn aarteiden täyttämään tietovarastoon. Tämä lääketieteellinen data auttaa parantamaan tulevia tekoälymalleja ja luomaan entistä hyödyllisempiä laitteita ja sovelluksia. Lisäksi näitä kirjastoja voitaisiin tokenoida ja markkinoida muille yrityksille, jotka etsivät pääsyä tähän tietoon, mikä voisi luoda lisää tulonlähteitä.

Tekoälyterveydenhuoltomarkkinat ovat tarkkailun arvoisia

Tekoälyterveydenhuoltomarkkinat ovat kasvaneet vuodesta 2021 lähtien. Statista-tutkijat ennustavat markkinoiden saavuttavan 37 %:n yhdistetyn vuotuisen kasvun vuoteen 2030 mennessä. Tämä kasvu nostaisi sektorin liikevaihdon 11 miljardiin dollariin vuonna 2021 188 miljardiin dollariin.

Sama data paljasti, miten tekoäly auttaa lääkäreitä säästämään aikaa ja vähentämään virheitä. Tekoälyjärjestelmiä käyttäneet lääkärit pystyivät omistamaan enemmän aikaa jokaiselle potilaalle ja tarjoamaan parempaa hoitoa nostamatta kustannuksia. Kaikki nämä tekijät ovat tehneet tekoälyn omaksumisesta kasvavan kiinnostuksen kohteen terveyspalveluntarjoajille.

Tekoäly puhuu niiden puolesta, jotka eivät pysty

On vaikuttavaa nähdä, miten tekoäly jatkaa maailman vuorovaikutustavan muokkaamista. Tekoälyn integrointi vammaistuotteisiin on järkevä askel, joka tarjoaa arvoa kaikille osapuolille. Tästä syystä voit odottaa näkeväsi tulevaisuudessa lisää hyödyllisiä luomuksia, joita ohjaavat tekoälyneuroverkot. Tällä hetkellä tekoälyllä on potentiaalia sytyttää toivon soihtu miljoonille ihmisille, jotka etsivät helpotusta rajoitteistaan.

Voit oppia lisää jännittävistä lohkoketjuprojekteista täällä.