گردن سخنگو

در همین خصوص، سامانه پردازشگر صوتی الکتریکی جدیدی که اخیرا و به همت مایکل کالاهان ابداع شده، وظیفه اصلاح و ترمیم بخش آسیب‌دیده و نارسای حنجره را به عهده گرفته و با گرفتن سیگنال‌های الکتریکی میان مغز انسان و تارهای صوتی آوایی و سنتز کردن آن به شفاف‌سازی و وضوح کلمات ادا شده از سوی فرد می‌پردازد. در این فناوری جدید موسوم به گردن سخنگو که به تازگی از سوی انجمن جوایز اختراعات و ابتکارات به عنوان برنده معرفی شده است، الکترودهایی که روی گلو واقع شده‌اند به انتخاب و منظم کردن سیگنال‌های الکتریکی میان مغز و تارهای صوتی می‌پردازند.

زمانی که مایکل کالاهان 17 ساله بود به علت ضربه وارده به سرش طی یک تصادف اسکیت بورد حافظه کوتاه‌مدت خود را از دست داد. در این سانحه مسیرهای عصبی وی کاملا به‌هم ریخته شده بود. کالاهان جوان ظرف چند هفته به وضعیت طبیعی بازگشت ولی این حادثه وی را به این فکر انداخت که چگونه می‌توان به افرادی که توانایی‌های خود را به طور دائم از دست می‌دهند کمک کرد؟ اکنون و پس از 5‌‌سال، او به قولش عمل کرده و دستگاه کوچکی موسوم بهAudeo را معرفی می‌کند که وسیله‌ای ظریف اما با کارایی بالا برای کشف و آشکارسازی فعالیت میان مغز و تارهای صوتی و همچنین تبدیل آن به گفتار سمعی و قابل شنوایی است.

نوآوری در دنیای پزشکی

وقتی ما صحبت می‌کنیم، زنجیره‌ای متشکل از سه فرآیند اساسی روی می‌دهد: اول این که شش‌ها هوا را آزاد می‌کنند، بعد تارهای صوتی برای ایجاد صدا به لرزش درمی‌آیند و آخرسر هم دهان به حرکت درمی‌آید. کارکرد این پردازشگر صوتی کوچک نیز در تکمیل همین زنجیره فرآیند سه مرحله‌ای مهم است، به نحوی که این فناوری جدید کمک مناسبی برای آن دسته از افرادی است که در آنها دست‌کم یکی از این سه فرآیند درست عمل نمی‌کند و علت آن هم ممکن است ناشی ازمشکلات ریویALS ، صدمه مغزی آسیب‌زا یا سایر مشکلات باشد، مثل کسانی که مغز و تارهای صوتی‌شان درست کار می‌کند ولی مهارت‌های حسی - حرکتی آسیب‌دیده‌شان مانع از به حرکت درآوردن ریه‌ها و دهان‌شان می‌شود.

اما روش کارکرد این ابزار نوآور به این صورت است که 3 الکترود در حد و اندازه قرص که روی گلو قرار دارند کار گرفتن و منظم ساختن سیگنال‌های الکتریکی تولید شده میان مغز و تارهای صوتی را انجام می‌دهند. به دنبال شکار این سیگنال‌ها توسط الکترودها، پردازشگر تعبیه شده در دستگاه مبادرت به پالایش و تقویت کردن این سیگنال‌ها نموده و آنها را به رایانه مجاور خود ارسال می‌نماید. نرم‌افزار موجود در این بخش سیگنال‌های دریافتی را رمزگشایی کرده و آنها را به واژگانی تبدیل می‌کند که از طریق بلندگوهای رایانه جیبی یا پرتابل مجاور آن در قالب گفتار و صحبت کردن ادا می‌شوند. به این ترتیب فرد استفاده‌کننده از این وسیله با گذاشتن الکترودهای یاد شده روی گردن و حرف زدن آهسته و بی‌صدا از طریق جنبش تارهای صوتی (البته بدون حرکت دادن دهان)، قادر است میزان کافی از فعالیت عصبی را برای به کار انداختن و شروع این فرآیند زنجیره‌ای تولید نماید.

کالاهان که با وسیله ابداعی خود یکی از برندگان جوایز اختراعات و ابتکارات امسال شده است، کار خود را در دانشگاه ایلی‌نویز و با تحقیق روی هر موضوعی پیرامون پردازش سیگنال و دانش عصب‌شناسی آغاز نمود و به گفته خودش برای تعیین نحوه پالایش اختلالات و پارازیت‌های الکتریکی ناخواسته ناشی از محیط و بدن انسان(مثل ضربان قلب) و یافتن صرفا سیگنال‌هایی که برای ترکیب و تولید گفتار لازم است چهار سال وقت صرف کرده است.

معرفی این ابزار فناورانه جدید با هدف تلاش برای ارائه گفتار صامت با ساختاری کامل و بهینه‌تر در حالی صورت می‌پذیرد که مرکز تحقیقات ناسا در حال کار روی وسیله‌ای مشابه است تا دزدان دریایی را کنترل نموده و به تأمین ارتباط و گفتگوی فضانوردان حتی زمانی که بعد مسافت یا اختلال و پارازیت چشمگیری وجود دارد کمک کند. با این اوصاف، مدل مطرح شده از سوی محققان ناسا از تشخیص الگو استفاده می‌کند و می‌تواند تنها واژگان از پیش برنامه‌ریزی شده را تمییز و تشخیص دهد. از خصوصیات قابل ذکر وسیله ابداعی موسوم به گردن سخنگو امکانی است که به افراد می‌دهد تا تمامی آواها یا همان واج‌های زبان انگلیسی را استفاده نمایند (شامل تقریبا 40 صدا که واژگان را می‌سازد، مثلaw و )ch، به طوری که هیچ محدودیتی در مورد آنچه یک کاربر می‌تواند بگوید وجود ندارد. البته این فناوری فضا و مجال توسعه و بهبود بیشتر را دارد. هم‌اکنون دستگاهAudeo قادر به گرفتن و منظم ساختن حداکثر 30 واژه در دقیقه است که حدود یک‌پنجم سرعت گفتار معمولی به شمار می‌رود و در ضمن فراگیری زبان صحبت کردن با واج‌های زبانی به روزها تمرین نیاز دارد. با این اوصاف، به محض تسلط یافتن و کسب مهارت، این وسیله می‌تواند افراد را قادر سازد تا به صورت شسته رفته و بی‌اشکالی به انجام امور گفتاری‌شان مثل یک مکالمه تلفنی بدون ایجاد سر و صدا بپردازند. طراح فناوری پالایشگر و پردازشگر گفتاری گردن سخنگو که به گفته کارشناسان وسیله ابداعی‌اش تا همین جا مشکلگشای قابلیت نارسای گفتاری افراد به شمار می‌رود، در عین حال کار خود را تمام‌شده نمی‌داند و با هدف حذف کامل بخش رایانه‌ای دستگاه و کاهش قیمت آن مشغول کار روی یک رابط تلفن همراه به عنوان بخش واسطه در فرآیند پردازش اطلاعات است تا از این طریق هزینه را تا حد یک هدفون گوشی همراه پایین بیاورد.

مهریار میرنیا
منبع : popularscience