Kan artificiell intelligens ge en röst åt dem som saknar en

Nyliga framsteg inom artificiell intelligens (AI) har lett till spännande genombrott inom återhämtnings- och funktionshindersektorerna. Teknik har länge spelat en viktig roll i att hjälpa personer med funktionsnedsättningar att interagera och navigera i världen. Från hörselapparater och undertexter för döva till ljudböcker för blinda är teknik ett utmärkt sätt att tillhandahålla tjänster till dem som behöver det.

AI‑system kan potentiellt ta många av dessa koncept till nästa nivå. Redan nu gör AI‑system det enkelt för patienter att övervaka hälsa, skydda journaler och boka tider när det behövs. Förutom dessa uppgifter fortsätter AI att förbättra medicinsk hårdvarukapacitet.

Stort genombrott

Denna vecka markerar ett stort milstolpe för AI‑gemenskapen. Ett forskarteam från UCLA, lett av Jun Chen, publicerade en artikel i tidskriften Nature Communications som beskriver en enhet som är avsedd att hjälpa personer med skadade stämband att tala igen.

Det nya systemet fungerar genom att omvandla elektromagnetiska muskelrörelser till text i realtid. Den avancerade AI‑bärbara enheten är en icke‑invasiv nackplåster som appliceras med dubbelsidig medicinsk tejp. Enheten mäter endast 1,2 tum × 1,2 tum och väger omkring 7 gram, enligt rapporten. Denna enhet har en tunn, flexibel design som är avsedd att förbli bekväm även vid långvarig användning.

Större uppgradering

Denna senaste utveckling är stora nyheter för marknaden av många anledningar. För det första är de nuvarande handhållna elektro‑larynx‑ och trakeoesofageala metoderna invasiva och kan orsaka obehag. Dessa enheter är otympliga och ger orealistiska toner som ibland låter robotiska.

Därtill är dessa procedurer dyra att genomföra och kräver ständig byte av batterier och andra komponenter för att förbli funktionella. De är också klumpiga enheter som drar oönskad uppmärksamhet till användaren när de används.

Chen och hans team vill göra sig av med dessa skrymmande enheter och introducera ett AI‑drivet plåster som kan utföra samma uppgifter. Deras skapelse är den minsta och mest kapabla AI‑integrerade röstassistenten som någonsin testats.

Hur det fungerar

Vetenskapen bakom hur denna enhet fungerar är verkligen imponerande. Ur ett mekaniskt perspektiv kan enheten delas in i två lager. Det första lagret består av den biokompatibla silikonföreningen polydimetylsiloxan (PDMS). Detta stretchiga lager är designat för att vara både hållbart och flexibelt.

Det andra lagret integrerar kopparinduktionsspolar för att skapa ett magnetfält. Dessa material bildar en magnetoelastisk sensormekanism som kan upptäcka de minsta magnetiska förändringarna i närheten. Detta är samma signaler som din hjärna skickar till dina muskler för att aktivera dem när det behövs. På så sätt kan denna teknik hitta vägar in i olika ytterligare tillämpningar som kräver muskelövervakning.

Intressant nog utvecklades just denna process för att spåra muskelrörelser med magnetfält specifikt av Chen och hans ingenjörsteam år 2021. I deras senaste tillämpning skapar de inbäddade magnetiska induktionsspolar hi‑fi‑elektriska signaler som fångas upp och omvandlas till ljud.

AI gör det möjligt

Den magnetoelastiska sensorn samlar in dessa magnetfältdata och levererar dem till den avancerade maskininlärnings‑AI‑algoritmen som omvandlar dem till tal. Processen kan känna igen de små elektriska pulserna som aktiverar dina muskelrörelser. Varje rörelse är associerad med vissa ord som kombineras för att skapa läsligt tal.

Hur AI:n programmerades

För att skapa denna högkänsliga AI‑bärbara enhet började teamet testa på en kontrollerad grupp av åtta friska försökspersoner. Varje person placerade enheten på sin nacke och ombads säga en kombination av meningar. Dessa meningar inkluderade introduktioner och fraser som ”Jag älskar dig”.

Varje mening valdes på grund av dess muskelrörelse, unika egenskaper och ljud. Dessa data levererades till maskininlärningsalgoritmen tillsammans med dess befintliga bibliotek. Tillsammans skapade datan ett komplett spektrum av muskelrörelser via magnetisk kartläggning där varje rörelse motsvarade ett ord.

Noterbart är att deltagarna ombads säga dessa fraser högt och sedan tyst. Denna strategi hjälpte forskarna att säkerställa att enheten fungerade korrekt. Imponerande nog kunde AI‑systemet leverera 94,68 % noggrannhet under testerna. Om denna framgångsnivå kan tillämpas kommersiellt kommer miljontals människor att dra nytta av den.

Forskning finansierad av

Detta projekt har många finansiärer som stödjer deras arbete. Specifikt har teamet säkrat finansiering från American Heart Association, Brain & Behavior Research Foundation, UCLA Clinical and Translational Science Institute, National Institutes of Health, U.S. Office of Naval Research och UCLA Samueli School of Engineering. Alla dessa organisationer erkänner den spelväxlande potentialen som tekniken representerar.

Källa – UCLA

Tidigare projekt som Chen skapat

Chens team har skapat en rad produkter avsedda att hjälpa den funktionshindrade befolkningen. I ett fall introducerade Chen en handske som kan översätta teckenspråk till tal. Projektet var en enorm framgång och har redan gjort livet enklare för dem med talstörningar.

Röststörningar ökar

Detta forskarteam är inte ensamt i sin strävan att hjälpa personer med hörselnedsättningar. Röststörningar är på uppgång, och omkring 30 % av befolkningen kommer att behöva hantera detta problem någon gång i livet. Denna senaste uppfinning kan hjälpa till att påskynda återhämtningstider och ge en röst till dem som behöver den mest.

Noterbart är att röststörningar, likt många andra åkommor, drabbar lägre inkomst‑ och minoritetsgrupper oproportionerligt. En rapport från National Institute on Deafness and Other Communication Disorders (NIDCD) fann att ett av tio svarta barn i åldern 3‑17 år har en röst‑, språk‑ eller talstörning. Tillgång till lågt kostade AI‑system skulle kunna belysa och hjälpa till att lindra detta scenario snart.

AI hjälper funktionshindrade att leva mer meningsfulla liv

Införandet av tillgängliga AI‑verktyg har redan hjälpt många funktionshindrade att hitta lösningar på sina problem. Dessa lösningar har inte gått obemärkt förbi och idag har några av världens största företag gått med för att göra sin del.

Microsoft (MSFT )

har lovat 25 miljoner dollar för att driva AI‑integration i tillgänglighetssektorn. Finansieringen kommer att gå till en myriad av interna projekt och som bidrag till potentiella banbrytande teknologier. Ett annat stort företag som har ett grepp om marknaden är Amazon (AMZN )

med sin Echo Show. Denna enhet möjliggör för funktionshindrade att använda röststyrning för att interagera med dagliga apparater.

Vanligaste AI‑integrationerna

Genom att undersöka marknaden kan man se de många olika sätt på vilka AI‑drivna lösningar har potential att göra en verklig skillnad för miljontals människor. Röstassistenter, som Alexa, ger lågt kostad tillgång till AI i hemmet. Här är några av de andra områden som har sett positiva utvecklingar tack vare AI‑integration:

Kommunikation

Du har redan lärt dig hur AI kan hjälpa dem med talstörningar och andra stämbandsproblem. Noterbart är att liknande teknologier redan hjälper människor att kommunicera med sin familj och sina vänner. Till exempel kan Googles AI‑system, Deepmind, läsa läppar.

Imponerande är att introduktionen av bildigenkänningsprotokoll som Microsofts Seeing AI har gjort det möjligt att hjälpa personer med synnedsättningar att se igen. Dessa AI‑protokoll kan tränas att känna igen och beskriva föremål och scenarier i realtid. På senare tid har AI‑system utvecklats till den grad att de kan översätta bildkontext, vilket skulle kunna hjälpa blinda att navigera i sina samhällen inom en snar framtid.

Bekväm livsstil

Det är lätt att ta för givet förmågan att utföra dagliga uppgifter som att tända lampor eller ta ut soporna. För många i den funktionshindrade gemenskapen kräver dessa uppgifter mycket stress och ansträngning. Noterbart är att AI‑system som Alexis har potential att lindra dessa problem när de paras med smarta hem‑apparater.

AI‑system gör det enklare att utföra uppgifter från en smartphone. Vem som helst kan tända lampor och apparater, övervaka sin egendom, justera termostaten och mer. När de paras med en AI‑bärbar enhet kan dessa uppgifter vara lika enkla som en viskning.

Tillgänglighet

Funktionshinder kan förbättras med hjälp av AI‑system. För personer med funktionsnedsättningar kan det vara en utmaning att utföra kritiska uppgifter som att handla mat, hämta medicin eller gå till jobbet. Självkörande fordon erbjuder flera lösningar på dessa problem.

Autonoma fordon använder stora AI‑modeller för att navigera komplexa miljöer och interagera med sina mänskliga motsvarigheter. Dessa tjänster kan i framtiden skräddarsys för att hjälpa personer med funktionsnedsättningar att lättare nå sina möten. Detta tillvägagångssätt kan minska isolering och öppna dörren för ett mer produktivt samhälle.

Sällskap

Mentala funktionshinder och andra störningar kan förvärras när en person känner sig ensam. AI‑system kan hjälpa till att erbjuda sällskap för dessa människor när de behöver det som mest. Till exempel kan du be Alexa eller Siri att berätta ett skämt, en fakta, nyheter eller till och med läsa en bok.

Dessa interaktioner har förbättrats tack vare framsteg i stora språkmodeller (LLM) som ChatGPT. Idag talar dessa algoritmer flytande och kan föra samtal som är nästan omöjliga att skilja från mänskliga.

Marknadsaktörer du bör känna till

Det är viktigt att förstå att det inte bara är stora teknikföretag som driver denna innovation. Det finns ett växande antal startups som integrerar AI på unika sätt för att lösa några av de äldsta problemen som den funktionshindrade gemenskapen står inför. Deras insatser fortsätter att omforma marknaden och öppna dörrar till nya möjligheter.

1. HOOBOX Robotics

HOLBOX vill hjälpa miljontals förlamade och funktionshindrade människor runt om i världen med sin senaste uppfinning, Wheelie 7. Detta AI‑drivna ansiktsigenkänningssystem byggdes för att integreras i befintliga rullstolar på under 7 minuter, därav namnet. Enheten låter användare skicka styrkommandon till sina rullstolar enbart med ansiktsuttryck.

2. Voiceitt

Voiceitt använder AI‑maskininlärning för att hjälpa personer med stamningsproblem att jämna ut sitt tal. Systemet integrerar avancerad maskininlärning för att förstå bärarens talmönster, röst och intonationer. Dessa datapunkter används för att skapa ett AI‑bibliotek som jämförs med deras tal.

Enheten kan i realtid känna igen fel och missförstånd och korrigera dem. För personer med talstörningar, som är vanliga efter stroke och andra medicinska tillstånd, gör denna enhet livet miljoner gånger enklare.

Vikten av funktionshinderdata för AI

En av de mest förbisedda fördelarna med AI‑integration för funktionshindrade är tillgången till värdefulla datapunkter. AI kräver konstant data för att leverera pålitliga och exakta resultat. Tyvärr finns det många grupper som fram till nyligen inte hade någon input i AI‑algoritmer. Denna situation har lett till partisk AI och andra problem.

Integreringen av AI i funktionshindradesektor medför tillgång till en skattkista av data. Denna medicinska data kommer att hjälpa till att förbättra framtida AI‑modeller och skapa ännu mer hjälpsamma enheter och applikationer i framtiden. Dessutom kan dessa bibliotek tokeniseras och marknadsföras till andra företag som söker tillgång till denna information, vilket kan skapa fler intäktsmöjligheter.

AI‑hälso- och sjukvårdsmarknaden är värd att bevaka

AI‑hälso- och sjukvårdsmarknaden har ökat sedan 2021. Statista‑forskare prognostiserar att marknaden kommer att ha en sammansatt årlig tillväxttakt på 37 % fram till 2030. Denna tillväxt skulle ta sektorn från 11  miljarder dollar 2021 till 188  miljarder dollar.

Samma data visar hur AI hjälper läkare att spara tid och minska fel. Läkare som använde AI‑system kunde ägna mer tid åt varje patient och erbjuda bättre vård utan att öka kostnaderna. Alla dessa faktorer har gjort AI‑adoption till ett växande intresse för vårdgivare.

AI talar för dem som inte kan

Det är imponerande att se hur AI fortsätter att omforma hur världen interagerar. Integreringen av AI i funktionshinderprodukter är ett steg som är logiskt på alla plan och ger värde för alla parter. Därför kan du förvänta dig att se fler hjälpsamma skapelser drivna av AI‑nätverk i framtiden. För närvarande har AI potentialen att tända en låga av hopp för miljontals människor som söker lindring från sina begränsningar.

Du kan lära dig mer om spännande blockchain‑projekt här.