Tento revolučný mozgový čip prekladá myšlienky na slová takmer okamžite. Poradí si aj so zvukmi, na ktoré iné zariadenia nestačia
Výskumníci predstavili BCI rozhranie, ktoré dokáže prekladať mozgové signály na zvuky a slová okamžite.
Výskumníci predstavili mozgový implantát, ktorý dokáže vyčítať slová z mozgových signálov takmer v reálnom čase. Toto zariadenie by mohlo zmeniť spôsob, ako komunikujú ľudia, ktorí stratili schopnosť reči.
Veľa ľudí, ktorí trpia amyotropnou laterálnou sklerózou, ALS, komunikujú pomocou špeciálneho rozhrania, ktoré im dovoľuje na základe jemného pohybu svalu voliť písmená a slová na obrazovke. Počítač prečíta napísanú vetu a potom ju pretvorí na hlas. Takáto forma komunikácie je ale extrémne pomalá a postihnutí pacienti dokážu komunikovať rýchlosťou najviac jedno slovo za minútu.
Samozrejme, že technológie napredujú a dnes už máme lepšie rozhrania mozog-počítač, BCI, ktoré umožňujú komunikovať rýchlejšie a efektívnejšie. Aj tie však majú svoje nedostatky. Komunikácia má stále výrazné oneskorenie a väčšina BCI rozhraní stále nedokáže identifikovať jednotlivé slová. Namiesto toho sa teda spoliehajú na predom definované slovníky. Ako ale informuje portál Arstechnica, výskumníci z University of California, Davis, vytvorili neurónovú “protézu”, ktorá dokáže takmer okamžite preložiť signály mozgu do zvukov. Autori výskumu vravia, že ich práca je prvým skutočným krokom k plne digitálnemu hlasovému ústrojenstvu.
“Našim hlavným cieľom je vytvorenie flexibilnej hlasovej neuroprotézy, ktorá dovoľuje pacientovi s paralýzou rozprávať tak plynule, ako to len ide. Cez naše zariadenie dokážu pacienti rozprávať svojou vlastnou kadenciou a umožňuje im byť expresívnejšími a modulovať svoju intonáciu,” vyjadril sa Maitreyee Wairagkar, vedúci nového výskumu.
Mozgové signály priamo na zvuk
Prvou úlohou vedcov bolo presunúť sa mimo textu. Väčšina najúspešnejších BCI rozhraní totiž fungujú tak, že prekladajú do reči priamo mozgové signály. V praxi sa teda slová, ktoré chcel pacient povedať, objavili priamo na obrazovke, keď na ne pomysleli. Výskumníci v predchádzajúcich štúdiách dokázali vytvoriť zariadenie, ktoré síce dokázalo interpretovať mozgové signály, no s chybovosťou 25 %. V praxi teda každé tretie zo štyroch slov bolo nesprávne. Na jednu stranu išlo o prelomové zariadenie, no na druhú stranu nestačilo na to, aby mohol pacient normálne komunikovať na dennej báze.
Toto prvé zariadenie ale bolo len začiatkom. Čoskoro výskumníci navrhli ďalšie, ktoré už dosahovalo presnosť 97,5 %. Takmer každé jedno slovo bolo síce správne, no komunikácia cez text má svoje limity.
Neprehliadni
Autori nového rozhrania taktiež vysvetľujú, že takmer každé jedno BCI rozhranie, aj tie najpresnejšie, pracujú s výrazným oneskorením. Slová sa objavovali na obrazovke dlho po tom, ako ich pacient “premyslel”. Hlasová syntéza sa mohla odohrať až po poskladaní vety, čo spôsobovalo ešte viac oneskorenia.
Nové BCI rozhranie preto prekladá mozgové signály priamo do zvukov, nie do textu. Toto dokáže vytvoriť hlas takmer v reálnom čase.
BCI rozhranie má úžasné vlastnosti, no nie je dokonalé
Výskumníci otestovali nové rozhranie v rámci spolupráce s pacientom trpiacim ochorením ALS. Na nový systém mozog-hlas výskumníci využili 256 elektród. Podarilo sa im zachytiť aktivitu zo samostatných neurónov, čo je najväčšie rozlíšenie, aké môžu získať pri zaznamenávaní mozgovej aktivity. Signály, ktoré elektródy zachytili následne výskumníci poslali do AI algoritmu, ktorý sa nazýva neurónový dekodér. Ten rozšifroval signály a pretvoril ich na hlas, vrátane jeho výšky, či špecifického prízvuku. Autori výskumu vysvetľujú, že celý systém má latenciu okolo 10 milisekúnd. Inými slovami povedané, syntéza zvuku je takmer okamžitá.
Revolučným na tomto rozhraní je to, čo paradoxne v bežnej reči za “revolučné” nepokladáme. Výskumníci zistili, že ich BCI rozhranie je tak pokročilé, že dokáže dekódovať a interpretovať aj slovné “barličky”, ako napríklad a, no, uhm, hmm a iné. Rovnako dokázalo rozhranie dekódovať aj rôzne pseudoslová. Systém dokáže dokonale identifikovať výšku alebo iné prozodické vlastnosti. V praxi teda môže pacient jasne zdôrazniť otázku napríklad tým, že zdvihne tón posledného slova. Výskumníci videli, že pacient dokáže s BCI rozhraním zaspievať aj krátku jednoduchú melódiu.
