स्वरग्रंथी का विकल्प पहनने योग्य यंत्र

कृत्रिम बुद्धिमत्ता ने इंसान का फिर से मदद किया

• पहले परीक्षण में अत्यधिक सफलता

• इसे गले के बाहर पहना जा सकता है

• संकेतों को ध्वनि में बदल देता है

राष्ट्रीय खबर

रांचीः स्वर ग्रंथी की गड़बड़ी की वजह से भी कई लोग नहीं बोल पाते हैं। अब एआई-समर्थित पहनने योग्य डिवाइस वैसे लोगों के लिए वरदान साबित होगी। आवाज विकार वाले लोगों, जिनमें पैथोलॉजिकल वोकल कॉर्ड की स्थिति वाले लोग या जो लेरिन्जियल कैंसर सर्जरी से ठीक हो रहे हैं, को अक्सर बोलना मुश्किल या असंभव लग सकता है। लेकिन अब यह जल्द ही बदल सकता है।

यूसीएलए इंजीनियरों की एक टीम ने 1 वर्ग इंच से अधिक माप वाले एक नरम, पतले, खिंचाव वाले उपकरण का आविष्कार किया है जिसे गले के बाहर की त्वचा से जोड़ा जा सकता है ताकि खराब स्वरयंत्र वाले लोगों को उनकी आवाज की कार्यप्रणाली को फिर से हासिल करने में मदद मिल सके। उनकी प्रगति का विवरण इस सप्ताह नेचर कम्युनिकेशंस पत्रिका में दिया गया है।

यूसीएलए सैमुअली स्कूल ऑफ इंजीनियरिंग में बायोइंजीनियरिंग के सहायक प्रोफेसर जून चेन और उनके सहयोगियों द्वारा विकसित नई बायोइलेक्ट्रिक प्रणाली, किसी व्यक्ति की स्वरयंत्र की मांसपेशियों में आंदोलन का पता लगाने और मशीन की सहायता से उन संकेतों को श्रव्य भाषण में अनुवाद करने में सक्षम है- सीखने की तकनीक–लगभग 95 प्रतिशत सटीकता के साथ।

विकलांग लोगों की मदद करने के चेन के प्रयासों में यह नवीनतम सफलता है। उनकी टीम ने पहले एक पहनने योग्य दस्ताना विकसित किया था जो वास्तविक समय में अमेरिकी सांकेतिक भाषा का अंग्रेजी भाषण में अनुवाद करने में सक्षम था ताकि एएसएल के उपयोगकर्ताओं को उन लोगों के साथ संवाद करने में मदद मिल सके जो हस्ताक्षर करना नहीं जानते हैं।

छोटा नया पैच जैसा उपकरण दो घटकों से बना है। एक, एक स्व-संचालित संवेदन घटक, मांसपेशियों की गतिविधियों से उत्पन्न संकेतों का पता लगाता है और उन्हें उच्च-निष्ठा, विश्लेषण योग्य विद्युत संकेतों में परिवर्तित करता है; फिर इन विद्युत संकेतों को मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग करके भाषण संकेतों में अनुवादित किया जाता है।

दूसरा, एक सक्रियण घटक, उन भाषण संकेतों को वांछित ध्वनि अभिव्यक्ति में बदल देता है। दोनों घटकों में से प्रत्येक में दो परतें होती हैं। लोचदार गुणों के साथ बायोकम्पैटिबल सिलिकॉन यौगिक पॉलीडिमिथाइलसिलोक्सेन या पीडीएमएस की एक परत, और तांबे के प्रेरण कॉइल से बनी एक चुंबकीय प्रेरण परत। दोनों घटकों के बीच एक पांचवीं परत लगी हुई है जिसमें पीडीएमएस को माइक्रोमैग्नेट के साथ मिश्रित किया गया है, जो एक चुंबकीय क्षेत्र उत्पन्न करता है।

2021 में चेन की टीम द्वारा विकसित एक नरम मैग्नेटोइलास्टिक सेंसिंग तंत्र का उपयोग करते हुए, डिवाइस चुंबकीय क्षेत्र में परिवर्तन का पता लगाने में सक्षम है जब इसे यांत्रिक बलों के परिणामस्वरूप बदल दिया जाता है – इस मामले में, स्वरयंत्र की मांसपेशियों की गति। मैग्नेटोइलास्टिक परतों में एम्बेडेड सर्पेन्टाइन इंडक्शन कॉइल्स सेंसिंग उद्देश्यों के लिए उच्च-निष्ठा विद्युत सिग्नल उत्पन्न करने में मदद करते हैं।

प्रत्येक तरफ 1.2 इंच मापने वाले इस उपकरण का वजन लगभग 7 ग्राम है और यह केवल 0.06 इंच मोटा है। दो तरफा बायोकम्पैटिबल टेप के साथ, यह आसानी से किसी व्यक्ति के गले में वोकल कॉर्ड के स्थान के पास चिपक सकता है और आवश्यकतानुसार टेप को दोबारा लगाकर इसका पुन: उपयोग किया जा सकता है।

शोध से पता चला है कि लगभग 30 फीसद लोग अपने जीवनकाल में कम से कम एक ऐसे विकार का अनुभव करेंगे। फिर भी सर्जिकल हस्तक्षेप और वॉयस थेरेपी जैसे चिकित्सीय दृष्टिकोण के साथ, आवाज की रिकवरी तीन महीने से एक साल तक हो सकती है, कुछ आक्रामक तकनीकों के लिए अनिवार्य पोस्टऑपरेटिव वॉयस रेस्ट की एक महत्वपूर्ण अवधि की आवश्यकता होती है।

यूसीएलए में वियरेबल बायोइलेक्ट्रॉनिक्स रिसर्च ग्रुप का नेतृत्व करने वाले चेन ने कहा, मौजूदा समाधान जैसे हैंडहेल्ड इलेक्ट्रो-लैरिंक्स डिवाइस और ट्रेचेओसोफेजियल-पंचर प्रक्रियाएं असुविधाजनक, आक्रामक या असुविधाजनक हो सकती हैं। यह नया उपकरण एक पहनने योग्य, गैर-आक्रामक विकल्प प्रस्तुत करता है जो इलाज से पहले की अवधि के दौरान और आवाज विकारों के लिए उपचार के बाद की वसूली अवधि के दौरान रोगियों को संचार करने में सहायता करने में सक्षम है।”

अपने प्रयोगों में, शोधकर्ताओं ने आठ स्वस्थ वयस्कों पर पहनने योग्य तकनीक का परीक्षण किया। उन्होंने स्वरयंत्र की मांसपेशियों की गति पर डेटा एकत्र किया और कुछ शब्दों के परिणामी संकेतों को सहसंबंधित करने के लिए मशीन-लर्निंग एल्गोरिदम का उपयोग किया। फिर उन्होंने डिवाइस के एक्चुएशन घटक के माध्यम से संबंधित आउटपुट वॉयस सिग्नल का चयन किया।

शोध दल ने प्रतिभागियों से पांच वाक्यों का उच्चारण जोर से और बिना आवाज के – कराकर प्रणाली की सटीकता का प्रदर्शन किया, जिसमें हाय, राचेल, आप आज कैसे हैं? और मैं तुमसे प्यार करता हूँ! मॉडल की समग्र भविष्यवाणी सटीकता 94.68 प्रतिशत थी, जिसमें प्रतिभागियों के आवाज संकेत को सक्रियण घटक द्वारा बढ़ाया गया था, यह दर्शाता है कि संवेदन तंत्र ने उनके स्वरयंत्र आंदोलन संकेत को पहचाना और संबंधित वाक्य से मेल खाया जो प्रतिभागी कहना चाहते थे।