Исследователи из Кембриджского университета разработали носимое устройство Revoice, которое может помочь людям, перенесшим инсульт, восстановить способность к естественному и беглому общению без использования инвазивных мозговых имплантов. Работа опубликована в журнале Nature Communication (NatCom).
Устройство выполнено в виде мягкого и гибкого «чокера», который надевается на шею. В него встроены сверхчувствительные датчики, фиксирующие микровибрации мышц горла и пульс пользователя. Эти сигналы обрабатываются системой искусственного интеллекта, которая в реальном времени восстанавливает предполагаемую речь человека, даже если он не может произнести слова вслух.
Разработка предназначена прежде всего для пациентов с дизартрией — распространенным нарушением речи после инсульта, при котором ослаблены мышцы лица, рта и голосовых связок. Человек понимает, что хочет сказать, но не может четко артикулировать слова.
«При дизартрии сигналы между мозгом и мышцами горла оказываются нарушены. Это вызывает сильную фрустрацию у пациентов — они знают, что хотят сказать, но не могут этого выразить», — пояснил руководитель исследования Луиджи Окчипинти, профессор инженерного факультета Кембриджского университета.
Система Revoice использует два ИИ-модуля. Первый реконструирует слова на основе фрагментов беззвучно артикулируемой речи, второй анализирует эмоциональное состояние и контекст — например, время суток или уровень стресса, оцениваемый по пульсу. Это позволяет расширять короткие фразы до полноценных, выразительных предложений.
В небольшом клиническом испытании с участием пяти пациентов с дизартрией устройство продемонстрировало высокую точность: частота ошибок на уровне отдельных слов составила 4,2%, а на уровне предложений — всего 2,9%. Для сравнения, многие существующие системы альтернативной коммуникации требуют медленного ввода текста по буквам или отслеживания движения глаз.
В одном из примеров три беззвучно произнесенных слова «We go hospital» были преобразованы системой в развернутое предложение с учетом эмоционального состояния пользователя: «Хотя уже поздно, мне по-прежнему плохо. Можем ли мы поехать в больницу прямо сейчас?».
Участники исследования сообщили о росте удовлетворенности коммуникацией в среднем на 55%. По словам авторов, технология может быть полезна не только пациентам после инсульта, но и людям с болезнью Паркинсона или боковым амиотрофическим склерозом.
В настоящее время команда готовит расширенное клиническое исследование в Кембридже. Ученые надеются, что в будущем устройство станет автономным, будет поддерживать несколько языков и более широкий спектр эмоций.