Siekdami užtikrinti geriausią Jūsų naršymo patirtį, šioje svetainėje naudojame slapukus (angl. cookies). Paspaudę mygtuką „Sutinku“ arba naršydami toliau patvirtinsite savo sutikimą. Bet kada galėsite atšaukti savo sutikimą pakeisdami interneto naršyklės nustatymus ir ištrindami įrašytus slapukus. Jei pageidaujate, galite kontroliuoti ir/arba ištrinti slapukus. Išsamesnė informacija čia https://www.aboutcookies.org/ Jei ištrinsite slapukus, jums gali reikėti rankiniu būdu pakeisti kai kurias parinktis kaskart, kai lankysitės interneto svetainėje, o kai kurios paslaugos ir funkcijos gali neveikti.

Kultūra ir žmonėsGamta ir augintiniaiŠeima ir sveikataMokslas ir ITSportasŠvietimasTrasaĮdomybėsRinkimų maratonas
MOKSLAS IR IT

Smegenų signalus pavertė į suprantamą žodinę kalbą 

2019 vasario 18 d. 14:49
Kolumbijos universiteto neuroinžinieriai sukūrė sistemą, kuri paverčia mintis į suprantamą ir atpažįstamą kalbą.
Kolumbijos universiteto neuroinžinieriai sukūrė sistemą, kuri paverčia mintis į suprantamą ir atpažįstamą kalbą.
deccanherald.com nuotrauka

Žengtas svarbus žingsnis smegenų ir kompiuterio sąsajų link. Tai suteikia didelių vilčių žmonėms, kurie negali kalbėti.

Kaip rašo „Science Daily“, Kolumbijos universiteto neuroinžinieriai sukūrė sistemą, kuri paverčia mintis į suprantamą ir atpažįstamą kalbą. Stebėdama žmogaus smegenų veiklą, technologija gali atkurti žodžius, kuriuos asmuo girdi beprecedenčiu aiškumu. Šis proveržis, pasiektas naudojant kalbos sintezatorių ir dirbtinio intelekto galią, gali padėti kompiuteriams tiesiogiai bendrauti su smegenimis. Jis taip pat leis žmonėms, negalintiems kalbėti, pavyzdžiui, sergantiems šonine amiotrofine skleroze arba atsigaunantiems po insulto, vėl bendrauti su išoriniu pasauliu.

Straipsnis paskelbtas praėjusią savaitę žurnale „Scientific Reports“.

Grąžinant kalbos dovaną

„Balsas padeda mums bendrauti su draugais, šeima ir aplinkiniu pasauliu, todėl jo praradimas dėl sužalojimų ar ligos yra toks pražūtingas, – sakė pagrindinis straipsnio autorius dr. Nima Mesgarani's iš Kolumbijos universiteto Mortimerio B. Zuckermano smegenų veiklos tyrimų instituto. – Dabar turime potencialų būdą atkurti šią galią. Mes parodėme, kad taikant tinkamą technologiją tokių žmonių mintys galėtų būti dekoduojamos ir suprantamos bet kuriam klausytojui.“

Dešimtmečių tyrimai atskleidė, kad žmonėms kalbant arba net įsivaizduojant, kad kalba, smegenyse matyti tam tikri veiklos modeliai. Kitoks, bet atpažįstamas, signalų modelis taip pat matyti, kai klausomės ar įsivaizduojame, kad klausomės. Ekspertų, mėginančių įrašyti ir iššifruoti šiuos modelius, manymu, ateityje mintys neturėtų likti paslėptos smegenyse, bet galėtų būti verčiamos į žodinę kalbą.

Jautrus vokoderis, galingi neuroniniai tinklai

„Mūsų sistema gali minčių sukeltus smegenų signalus paversti sintetine žodine kalba. Tai suteiktų galimybę visiems, kurie prarado gebėjimą kalbėti, nesvarbu, ar buvo sužeisti, ar dėl ligos, vėl bendrauti su aplinkiniu pasauliu.“

Tačiau įgyvendinti šį sumanymą pasirodė sudėtinga. Ankstesnės dr. N. Mesgarani'o ir kitų tyrėjų pastangos dekoduoti smegenų signalus buvo sutelktos į paprastus kompiuterinius modelius, analizuojančius spektrogramas, vizualizuotus garso dažnius. Nepavykus šiuo metodu sukurti nieko panašaus į suprantamą kalbą, dr. N. Mesgarani'o komanda atsigręžė į vokoderį, kompiuterinį algoritmą, išmokytą žmonių kalbos įrašų pagrindu ir galintį sintetinti kalbą.

„Tai ta pati technologija, kurią „ Amazon Echo „ir“ Apple Siri „naudoja žodiniams atsakymams į mūsų klausimus“, – sakė dr. N. Mesgarani's.

Kad išmokytų vokoderį suprasti galvos smegenų veiklą, dr. N. Mesgarani's suvienijo jėgas su dr. Asheshu Dineshu Mehta. Jis Nortvelo neurologijos institute gydo pacientus, sergančius epilepsija. Kai kuriems iš jų reikia atlikti smegenų operacijas.

„Bendradarbiaudami su dr. A. Mehta, paprašėme epilepsija sergančių pacientų, kuriems jau buvo atlikta operacija, išklausyti skirtingų žmonių sakomus sakinius, o mes matavome jų smegenų veiklos modelius, – pasakojo dr. N. Mesgarani's. – Iš šių modelių mokėsi vokoderis.“

Tada mokslininkai paprašė tų pačių pacientų klausytis žmonių, vardijančių skaičius nuo 0 iki 9, ir įrašė smegenų signalus, kad būtų galima juos paleisti per vokoderį. Garsas, kurį vokoderis sukuria atsakydamas į šiuos signalus, buvo analizuojamas ir išvalomas neuroninių tinklų, t.y. dirbtinio intelekto, kuris imituoja biologinių smegenų neuronų struktūrą.

Galutinis rezultatas buvo roboto balsas, vardijantis skaičių seką. Norėdami patikrinti įrašo tikslumą, dr. N. Mesgarani's ir jo komanda paprašė pacientų išklausyti įrašo ir pasakyti, ką girdėjo.

„Nustatėme, kad žmonės gali suprasti ir pakartoti apie 75 proc. garsų, o tai gerokai viršija visus ankstesnius bandymus, – patikino dr. N. Mesgarani's. – Jautrus vokoderis ir galingi neuroniniai tinklai pateikė garsus stebėtinu tikslumu.“

Galėtų tapti implanto dalimi

Dr. N. Mesgarani's ir jo komanda planuoja toliau išbandyti sudėtingesnius žodžius ir sakinius. Jie nori atlikti tuos pačius bandymus, susijusius su smegenų signalais, kuriuos skleidžia kalbantis ar įsivaizduojantis, kad kalba, asmuo. Galiausiai mokslininkai tikisi, kad jų sistema gali tapti dalimi implanto, panašaus į tuos, kuriuos turi kai kurie epilepsija sergantys pacientai.

„Pagal šį scenarijų žmogui pagalvojus: „Man reikia stiklinės vandens“, mūsų sistema gali minčių sukeltus smegenų signalus paversti sintetine žodine kalba, – aiškino dr. N. Mesgarani's. – Tai suteiktų galimybę visiems, kurie prarado gebėjimą kalbėti, nesvarbu, ar buvo sužeisti, ar dėl ligos, vėl bendrauti su aplinkiniu pasauliu.“

Reklama
DALINTIS
ŽYMĖS
_
Rubrikos: Informacija:
EkonomikaGamta ir augintiniaiGimtasis kraštasGynybaKontaktai
ĮdomybėsIstorijaKomentaraiKonkursaiReklama
Kultūra ir žmonėsLietuvaMokslas ir ITPasaulisReklaminiai priedai
Rinkimų maratonasSportasŠeima ir sveikataŠvietimasPrenumerata
TrasaKarjera
Visos teisės saugomos © 2013-2019 UAB "Lietuvos žinios."
Privatumo politika