DEMET İLCE / MUHABİR
Boyna takılan yeni ve esnek bir cihaz, kas hareketlerini konuşmaya dönüştürerek insanların ses tellerini kullanmadan konuşmasını sağlıyor.
Küçük yama yalnızca konuşmayla ilgili boğaz hareketlerini tespit etmekle kalmıyor, aynı zamanda bu hareketi elektrik üretmek için kullanıyor; bu da cihazın pil olmadan veya fişe takılmadan çalıştırılabileceği anlamına geliyor.
Nature Communications dergisinde 12 Mart Salı günü yayınlanan bir çalışmada açıklanan cihaz, teorik olarak, gırtlak kanseri ameliyatından sonra iyileşenler de dahil olmak üzere, hasarlı veya felçli ses tellerinin neden olduğu ses bozuklukları olan kişilerin iletişim kurmasına yardımcı olabilir.
Çalışmanın baş yazarı, Los Angeles Kaliforniya Üniversitesi'nde biyomühendislik alanında yardımcı doçent olan Jun Chen, yama fikrinin birkaç saat ders verdikten ve sesinin yorulduğunu hissettikten sonra ortaya çıktığını söyledi. Bu sorunu çözmenin, kişinin "ses telleri" olarak da bilinen ses tellerini kullanmadan konuşmasını mümkün kılmanın bir yolunu hayal etmeye başladı.
Bu düşünce, Chen ve meslektaşlarını, insanların bu yeteneğini kaybettiklerinde veya geçici bir ses bozukluğundan kurtulduklarında konuşabilmelerini sağlayacak yumuşak bir yama tasarlamaya yöneltti.
2021 tarihli çalışmanın kıdemli yazarı Chen, yamanın tasarımının 2021'de Nature Materials dergisinde yayınlanan araştırmaya ve önceki malzeme araştırmalarına dayandığını söyledi.
19. yüzyılın ortalarından bu yana bilim insanları, bazı sert metallerin manyetik özelliklerinin, mekanik gerilime maruz kaldıklarında değişebileceğini biliyorlardı. Bunun bir örneği, malzemeyi sıkıştırdığınızda veya deforme ettiğinizde manyetik durumu değişen, Galfenol adı verilen bir demir ve galyum alaşımıdır. Chen ve meslektaşları 2021'deki çalışmalarında aynı konseptin ince silikonun içine yerleştirilmiş minik mıknatıslardan oluşan yumuşak bir malzemeyle de çalışabileceğini gösterdi.
Ekip, son çalışmalarında bu materyali, boğaz kaslarının hareketinin oluşturduğu ince strese yanıt veren bir yamada kullandı. Bir kişi konuşmak için gereken hareketleri yaptığında, malzeme konuşmaya çevrilebilecek elektrik sinyalleri üreterek yanıt verir.
Bunu başarmak için yama beş çok ince katmandan oluşuyor. Yamanın dış katmanları yumuşak, esnek bir silikon malzemeden yapılırken, silikon ve mikromıknatıslardan oluşan orta katman, boğaz kaslarının hareketine göre değişen bir manyetik alan oluşturur. Onu çevreleyen bakır tel bobinlerden oluşan iki katman, bu manyetik alan değişikliklerini elektrik sinyallerine dönüştürür.
Bu elektrik sinyalleri daha sonra darbeleri konuşmaya çeviren bir makine öğrenme algoritmasına beslenir. Algoritmayı eğitmek için, program boğaz hareketlerini takip ederken, çalışmaya katılan her katılımcı beş kısa cümleyi 100 kez tekrarladı. Bu, sisteme belirli hareketleri belirli bir ifadeyle ilişkilendirmeyi öğretti.
Teknolojinin konuşma sorunu olmayan sekiz kişinin katıldığı bir gösteriminde algoritma, yamanın elektriksel uyarılarını konuşmaya çevirmede yaklaşık %95 oranında doğru sonuç verdi. Bu testler, bireylerin hareketsiz dururken, yürürken ve koşarken söyledikleri "Mutlu Noeller" ve "Umarım deneyleriniz iyi gidiyor" gibi algoritmanın eğitim aldığı aynı kısa ifadeler ve cümleler kullanılarak yapıldı.
Farklı deneylerde katılımcılardan cümleleri yüksek sesle söylemeleri veya "sessizce telaffuz etmeleri" istendi. Bu testler, her iki durumda da algoritmanın kas hareketlerini güvenilir bir şekilde doğru dalga biçimlerine dönüştürebildiğini göstermektedir.
Bu sonuçlar ümit verici olsa da yama henüz geliştirme aşamasındadır. Testi yalnızca birkaç cümleyi söyleyen sekiz kişiyle sınırlıydı ve henüz konuşma bozukluğu olan kişilerde test edilmedi. Chen, bir başka sınırlamanın da, çok sayıda yamanın üretilmesi için yamanın mevcut üretim sürecinin büyütülmesi ve daha verimli hale getirilmesi gerekmesi olduğunu söyledi.
Chen, araştırmacıların ileriye dönük olarak cihazın cümleleri tercüme etme yeteneğini de artırmak istediklerini ekledi.
Laringoskop dergisinde 2005 yılında yayınlanan bir araştırmaya göre, insanların yaklaşık %30'u yaşamları boyunca en az bir ses bozukluğu yaşayacaktır. Cleveland Clinic, ABD'deki insanların %3 ila %9'unun afoni yaşayacağını veya sesini kaybedeceğini bildiriyor. Aphonia, ses kısıklığı, fısıltıdan yüksek konuşamama veya sesin tamamen kaybı olarak kendini gösterebilir.
Elektrolarenks adı verilen, pille çalışan küçük bir cihaz gibi konuşamayan insanlara yardımcı olan mevcut teknolojiler genellikle pahalı veya istilacıdır ve birçok insan bunlara erişemez. Diğer cihazlar, yazılı metni veya bir dizi simgeyi konuşmaya çevirmeye dayanır ve bu, doğrudan konuşmanın yerini almaz. Yazarlar raporlarında, etkili olduğu kanıtlanırsa, yeni yamanın bunun gibi yardımcı teknolojileri daha kullanışlı ve daha az müdahaleci hale getirebileceğini yazdı.
