L’intelligence artificielle peut-elle donner une voix à ceux qui n’en ont pas

Les avancées récentes des capacités de l’intelligence artificielle (IA) ont conduit à des percées passionnantes dans les secteurs de la rééducation et du handicap. La technologie joue depuis longtemps un rôle essentiel pour aider les personnes handicapées à interagir et à naviguer dans le monde. Des aides auditives et sous-titres pour les sourds aux livres audio pour les aveugles, la technologie reste un excellent moyen de fournir des services à ceux qui en ont besoin.

Les systèmes d’IA peuvent potentiellement porter bon nombre de ces concepts à un niveau supérieur. Déjà, les systèmes d’IA facilitent la surveillance de la santé des patients, la protection des dossiers et la prise de rendez-vous lorsque nécessaire. En plus de ces tâches, l’IA continue d’améliorer les capacités du matériel médical.

Avancée majeure

Cette semaine marque une étape importante pour la communauté de l’IA. Une équipe de chercheurs de l’UCLA, dirigée par Jun Chen, a publié un article dans la revue Nature Communications décrivant un dispositif conçu pour aider les personnes ayant des cordes vocales endommagées à parler à nouveau.

Le nouveau système fonctionne en convertissant les mouvements musculaires électromagnétiques en texte en temps réel. Le dispositif portable avancé d’IA est un patch cervical non invasif appliqué à l’aide d’un ruban médical double-face. L’unité mesure seulement 1,2 po × 1,2 po et pèse environ 7 grammes, selon le rapport. Ce dispositif possède un design fin et flexible destiné à rester confortable même lorsqu’il est porté pendant de longues périodes.

Mise à niveau majeure

Ce dernier développement représente une grande nouvelle pour le marché pour de nombreuses raisons. D’une part, les électrolarynx portables actuels et les méthodes trachéo-œsophagiennes sont invasifs et peuvent provoquer de l’inconfort. Ces appareils sont encombrants et produisent des tonalités irréalistes qui semblent parfois robotiques.

De plus, ces procédures sont coûteuses à réaliser et nécessitent un remplacement constant des batteries et d’autres composants pour rester fonctionnelles. Ce sont également des appareils encombrants qui attirent l’attention indésirable sur les personnes lorsqu’ils sont utilisés.

Chen et son équipe souhaitent se débarrasser de ces appareils volumineux et introduire un patch alimenté par l’IA capable d’accomplir les mêmes tâches. Leur création est le plus petit et le plus performant assistant vocal intégré à l’IA jamais testé.

Comment cela fonctionne

La science qui sous-tend le fonctionnement de cet appareil est vraiment impressionnante. D’un point de vue mécanique, l’appareil se compose de deux couches. La première couche est constituée du composé silicone biocompatible polydiméthylsiloxane (PDMS). Cette couche extensible est conçue pour être durable tout en restant flexible.

La deuxième couche intègre des bobines d’induction en cuivre pour créer un champ magnétique. Ces matériaux forment un mécanisme de détection magnéticoélastique capable de détecter les plus petites variations magnétiques à proximité. Ce sont les mêmes signaux que votre cerveau envoie à vos muscles pour les activer lorsque nécessaire. Ainsi, cette technologie pourrait être intégrée à diverses applications supplémentaires nécessitant la surveillance musculaire.

Il est intéressant de noter que ce processus d’utilisation des champs magnétiques pour suivre les mouvements musculaires a été spécifiquement développé par Chen et son équipe d’ingénieurs en 2021. Dans sa dernière application, les bobines d’induction magnétique intégrées créent des signaux électriques haute fidélité qui sont captés et convertis en son.

L’IA rend cela possible

Le capteur magnéticoélastique collecte ces données de champ magnétique et les transmet à l’algorithme d’IA d’apprentissage automatique avancé qui les convertit en parole. Le processus peut reconnaître les minuscules impulsions électroniques qui activent vos mouvements musculaires. Chaque mouvement est associé à certains mots qui se combinent pour créer une parole lisible.

Comment l’IA a été programmée

Pour créer ce dispositif portable d’IA hautement sensible, l’équipe a commencé les tests sur un groupe contrôlé de huit sujets sains. Chaque sujet a placé le dispositif sur son cou et a été invité à prononcer une combinaison de phrases. Ces phrases comprenaient des présentations et des expressions telles que « Je t’aime ».

Chaque phrase a été choisie en fonction de son mouvement musculaire, de ses caractéristiques uniques et de ses sons. Ces données ont été fournies à l’algorithme d’apprentissage automatique en complément de ses bibliothèques existantes. Ensemble, les données ont créé un ensemble complet de mouvements musculaires via une cartographie magnétique, chaque mouvement correspondant à un mot.

Il est à noter que les participants ont été invités à dire ces phrases à haute voix, puis en silence. Cette stratégie a aidé les chercheurs à s’assurer que le dispositif fonctionnait correctement. De manière impressionnante, le système d’IA a atteint une précision de 94,68 % lors des essais. Si ce taux de réussite peut être appliqué à une utilisation commerciale, des millions de personnes en bénéficieront.

Recherche financée par

Ce projet bénéficie de nombreux soutiens. Plus précisément, les équipes ont obtenu des financements de l’American Heart Association, de la Brain & Behavior Research Foundation, de l’UCLA Clinical and Translational Science Institute, des National Institutes of Health, de l’U.S. Office of Naval Research et de l’UCLA Samueli School of Engineering. Toutes ces organisations reconnaissent le potentiel révolutionnaire de cette technologie.

Source – UCLA

Projets antérieurs créés par Chen

L’équipe de Chen a créé une variété de produits destinés à aider la population handicapée. Dans un cas, Chen a présenté un gant capable de traduire la langue des signes en parole. Le projet a été un grand succès et a déjà facilité la vie des personnes ayant des troubles de la parole.

Troubles de la voix en augmentation

Cette équipe de chercheurs n’est pas seule dans sa quête d’aide aux personnes souffrant de déficiences auditives. Les troubles de l’audition sont en augmentation, et environ 30 % des personnes devront faire face à ce problème à un moment de leur vie. Cette dernière invention pourrait accélérer les temps de récupération et offrir une voix à ceux qui en ont le plus besoin.
Il est à noter que les troubles de la voix, comme de nombreuses maladies, affectent de façon disproportionnée les communautés à faibles revenus et les minorités. Un rapport du National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) a constaté qu’un enfant noir sur dix, âgé de 3 à 17 ans, présente un trouble de la voix, du langage ou de la parole. L’accès à des systèmes d’IA à faible coût pourrait éclairer et aider à atténuer cette situation rapidement.

L’IA aide les personnes handicapées à vivre une vie plus épanouissante

L’introduction d’outils d’IA accessibles a déjà aidé de nombreuses personnes handicapées à trouver des solutions à leurs problèmes. Ces solutions n’ont pas été ignorées et aujourd’hui certaines des plus grandes entreprises du monde se sont engagées à jouer leur rôle.
Microsoft (MSFT )

a promis de 25 M$ pour favoriser l’intégration de l’IA dans les secteurs de l’accessibilité. Le financement sera destiné à une multitude de projets internes et à des subventions pour des technologies potentiellement révolutionnaires. Une autre grande entreprise présente sur le marché est Amazon (AMZN )

avec son Echo Show. Cet appareil permet aux personnes handicapées d’utiliser des commandes vocales pour interagir avec les appareils du quotidien.

Intégrations d’IA les plus courantes

En examinant le marché, on peut voir les nombreuses façons dont les solutions alimentées par l’IA ont le potentiel d’apporter une réelle différence pour des millions de personnes. Les technologies d’assistance vocale, comme Alexa, offrent un accès à faible coût à l’IA domestique. Voici quelques-uns des autres domaines qui ont connu des développements positifs grâce à l’intégration de l’IA :

Communication

Vous avez déjà découvert comment l’IA peut aider les personnes atteintes de troubles de la parole et d’autres affections des cordes vocales. Notamment, des technologies similaires aident déjà les gens à communiquer avec leur famille et leurs amis. Par exemple, le système d’IA de Google, DeepMind, peut lire sur les lèvres.
De manière impressionnante, l’introduction de protocoles de reconnaissance d’images comme Seeing AI de Microsoft a rendu possible l’aide aux personnes malvoyantes pour voir à nouveau. Ces protocoles d’IA peuvent être entraînés à reconnaître et décrire des objets et des scénarios en temps réel. Récemment, les systèmes d’IA ont évolué au point de pouvoir traduire le contexte des images, ce qui pourrait aider les aveugles à se déplacer dans leurs communautés dans un avenir proche.

Vie confortable

Il est facile de prendre pour acquis la capacité d’effectuer des tâches quotidiennes comme allumer les lumières ou sortir les poubelles. Pour de nombreuses personnes de la communauté handicapée, ces tâches exigent beaucoup de stress et d’effort. Notamment, les systèmes d’IA comme Alexis ont le potentiel d’atténuer ces problèmes lorsqu’ils sont associés à des appareils domotiques.
Les systèmes d’IA facilitent l’exécution des tâches depuis un smartphone. Tout le monde peut allumer les lumières et les appareils, surveiller sa propriété, régler le thermostat, etc. Lorsqu’ils sont associés à un dispositif portable d’IA, ces tâches pourraient être aussi simples qu’un murmure.

Accessibilité

L’accessibilité pour les personnes handicapées peut être améliorée grâce aux systèmes d’IA. Pour les personnes handicapées, accomplir des tâches essentielles comme faire les courses, prendre des médicaments ou se rendre au travail peut être difficile. Les véhicules autonomes offrent plusieurs solutions à ces problèmes.
Les voitures autonomes utilisent de grands modèles d’IA pour naviguer dans des environnements complexes et interagir avec leurs homologues humains. Ces services pourront être adaptés à l’avenir pour aider les personnes handicapées à se rendre plus facilement à leurs rendez-vous. Cette approche pourrait contribuer à réduire l’isolement et ouvrir la voie à une société plus productive.

Compagnie

Les handicaps mentaux et autres troubles peuvent s’aggraver lorsqu’une personne se sent seule. Les systèmes d’IA peuvent offrir de la compagnie à ces personnes lorsqu’elles en ont le plus besoin. Par exemple, vous pouvez demander à Alexa ou Siri de vous raconter une blague, un fait, une actualité, ou même de lire un livre.
Ces interactions se sont améliorées grâce aux avancées des systèmes d’IA basés sur de grands modèles de langage (LLM) comme ChatGPT. Aujourd’hui, ces algorithmes parlent couramment et peuvent tenir des conversations presque indiscernables de celles des humains.

Acteurs du marché à connaître

Il est essentiel de comprendre que ce ne sont pas seulement les grandes entreprises technologiques qui impulsent cette innovation. Un nombre croissant de startups intègrent l’IA de manière unique pour aider à résoudre certains des problèmes les plus anciens rencontrés par la communauté handicapée. Leur effort continue de remodeler le marché et d’ouvrir des portes d’opportunité.

1. HOOBOX Robotics

HOOBOX souhaite aider des millions de personnes paralysées et handicapées à travers le monde avec leur dernière invention, le Wheelie 7. Ce système de reconnaissance faciale alimenté par l’IA a été conçu pour s’intégrer aux fauteuils roulants existants en moins de 7 minutes, d’où son nom. L’appareil permet aux utilisateurs d’envoyer des commandes de contrôle à leurs fauteuils roulants en utilisant uniquement des expressions faciales.

2. Voiceitt

Voiceitt utilise l’apprentissage automatique de l’IA pour aider les personnes souffrant de bégaiement à fluidifier leur parole. Le système intègre un apprentissage avancé pour comprendre les schémas de parole, la voix et les inflexions de l’utilisateur. Ces données sont utilisées pour créer une bibliothèque d’IA afin de les comparer à leur discours.

L’appareil peut reconnaître les erreurs et les malentendus en temps réel et les corriger. Pour les personnes ayant des troubles de la parole, fréquents après des AVC et d’autres affections médicales, cet appareil rend la vie un million de fois plus facile.

Importance des données sur le handicap pour l’IA

Un des avantages les plus souvent négligés de l’intégration de l’IA dans le domaine du handicap est l’accès à des points de données précieux. L’IA nécessite des données constantes pour fournir des résultats fiables et précis. Malheureusement, de nombreux groupes n’avaient, jusqu’à récemment, aucune contribution aux algorithmes d’IA. Cette situation a conduit à des biais dans l’IA et à d’autres problèmes.
L’intégration de l’IA dans le secteur du handicap apporte avec elle l’accès à un trésor de données. Ces données médicales aideront à améliorer les futurs modèles d’IA et à créer des dispositifs et applications encore plus utiles à l’avenir. De plus, ces bibliothèques pourraient être tokenisées et commercialisées auprès d’autres entreprises cherchant à accéder à ces informations, ce qui pourrait créer de nouvelles sources de revenus.

Le marché de la santé IA à surveiller

Le marché de la santé alimenté par l’IA est en hausse depuis 2021. Les chercheurs de Statista prévoient que le marché connaîtra un taux de croissance annuel composé de 37 % jusqu’en 2030. Cette croissance porterait le secteur de 11 milliards de dollars en 2021 à 188 milliards de dollars.
Les mêmes données ont révélé comment l’IA aide les médecins à gagner du temps et à réduire les erreurs. Les médecins utilisant des systèmes d’IA ont pu consacrer plus de temps à chaque patient et offrir de meilleurs soins sans augmenter les coûts. Tous ces facteurs ont fait de l’adoption de l’IA un intérêt croissant pour les prestataires de services médicaux.

L’IA parle pour ceux qui ne peuvent pas

Il est impressionnant de voir comment l’IA continue de remodeler la façon dont le monde interagit. L’intégration de l’IA dans les produits destinés aux personnes handicapées est une démarche logique qui apporte de la valeur à toutes les parties. Ainsi, on peut s’attendre à voir davantage de créations utiles alimentées par les réseaux neuronaux de l’IA à l’avenir. Pour l’instant, l’IA a le potentiel d’allumer une torche d’espoir pour des millions de personnes cherchant à se libérer de leurs limitations.

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