باحثون يتوصلون لآلية تنهي معاناة الذين يعانون من اضطرابات في الصوت.. رقعة مرنة
تاريخ النشر: 14th, March 2024 GMT
نشرت مجلة "إيكونوميست" تقريرا استعرضت فيه آلية جديدة توصل إليها باحثون يمكنها أن تساعد من يعانون مشاكل في الصوت.
وقالت المجلة إن الصوت البشري، بكل ما لديه من قوة لإبهار الجماهير، وجذب أحبائهم، وإثارة غضب الجيران، هو شيء حساس.
وبينت المجلة أنه يتم إنتاج الصوت المميز لكل شخص عندما يتسبب الهواء القادم من الرئتين في اهتزاز الأوتار الصوتية، وهي طيات الأنسجة العضلية في الحنجرة.
ويمكن أن تتضرر هذه الأوتار الصوتية بسهولة بسبب الإجهاد أو العدوى أو الإفراط في الاستخدام، ولا يقتصر الأمر على فناني الأداء المفرطين في الحماس الذين يتعرضون لخطر إجهاد حناجرهم، وفقا لدراسة أجريت عام 2005، فإن 30 بالمئة من السكان سيعانون من اضطراب الصوت في مرحلة ما من حياتهم.
وفي دراسة نشرت في مجلة Nature Communications هذا الأسبوع، طرحت مجموعة من الباحثين في الهندسة الحيوية من جامعة كاليفورنيا، لوس أنجلس، حلا جذابا.
وقالت "إيكونوميست" إنهم صمموا واختبروا رقعة ناعمة يمكن لصقها على رقبة الشخص، حيث تلتقط حركات العضلات، وبمساعدة خوارزميات التعلم الآلي التي تعالج الإشارات، وتترجمها إلى كلام مسموع.
على الرغم من أن جهاز الفريق هو نموذج أولي مبكر، إلا أن لديه القدرة على تقديم تحسين كبير على البدائل الحالية.
وعندما يفقد شخص ما صوته اليوم، فإن الحل الأسهل هو اللجوء إلى الكتابة أو إرسال الرسائل النصية أو كتابة الملاحظات للتواصل.
ويقول جون تشن، المؤلف الرئيسي للورقة البحثية، إن الكتابة يمكن أن تكون بطيئة وغير مريحة، كما أن كتابة ملاحظات واضحة لا يمكن إجراؤها إلا في الإضاءة الجيدة.
ويمكن أن تتطلب الحلول الأكثر تطورا، مثل الحنجرة الكهربائية، والأجهزة الخارجية التي يتم تثبيتها على الحنجرة لإنتاج الاهتزازات اللازمة للكلام، تدريبا خاصا لاستخدامها، وغالبا ما تكون التدخلات الجراحية غازية إلى حد كبير، من الناحية النظرية، ستكون الرقع اللاصقة قادرة على إزالة كل هذه العقبات.
والآلية الكامنة وراء جهاز الدكتور تشين هي مبدأ يُعرف باسم التأثير المغناطيسي المرن، وعندما يتم دمج الجسيمات النانوية المغناطيسية في مواد لينة مثل البوليمرات المرنة أو السيليكون، يمكن أن تتغير خصائصها المغناطيسية مع تمدد المادة.
وذلك لأن كل تشوه يتسبب في دوران الجزيئات أو تحركها بالنسبة لبعضها البعض، مما يؤدي إلى تغيير مغنطة المادة، عند دمجها في رقعة ذات حاشية من ملفات النحاس التي تولد مجالا مغناطيسيا خلفيا، يمكن التقاط حركات الجسيمات بدقة كتغيرات على هذه الخلفية.
وعندما تتحرك عضلات الحنجرة تحت رقعة السيليكون، يمكن أيضا تحويل اختلافات المجال المغناطيسي الناتجة إلى إشارات كهربائية.
وفي اختبار مع ثمانية مشاركين، التقط الباحثون الإشارات التي ظهرت عندما تحدث المشاركون وتزامنوا مع شفاههم خمس جمل مختلفة (بما في ذلك: "آمل أن تسير تجاربك على ما يرام!"، "عيد ميلاد سعيد!" و"أنا أحبك!").
وثم قاموا بتدريب نموذج للتعلم الآلي للتعرف على الأشكال المميزة للإشارات الكهربائية المرتبطة بكل جملة، وتمكنت هذه الخوارزمية بعد ذلك من التنبؤ بأي من الجمل الخمس التي نطق بها المشاركون سواء بصوت عالٍ أو بصمت بدقة تزيد عن 90 بالمئة.
ويجلب تصميم الرقعة فوائد إضافية، بالإضافة إلى التمدد، وتظل الرقعة لاصقة على الجلد المتعرق، ويمكن استخدامها بشكل مستمر لمدة 40 دقيقة دون أن ترتفع حرارتها.
ولا يزال هناك طريق طويل للتحسين في الوقت الحالي، يستطيع الجهاز التعرف فقط على العبارات الخمس التي تم تدريبه عليها.
بالإضافة إلى ذلك، فإن الاختلافات الفردية في الطيات الصوتية تعني أنه يجب تخصيص الخوارزمية لكل مستخدم. ولجعل الأمر عمليا على نطاق واسع، سيحتاج الباحثون إلى جمع المزيد من البيانات.
المصدر: عربي21
كلمات دلالية: سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي سياسة اقتصاد رياضة مقالات صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة تفاعلي صحة الصوت الأوتار الحنجرة الصوت الحنجرة الأوتار الحبال الصوتية المزيد في صحة سياسة سياسة صحة صحة صحة صحة صحة صحة سياسة اقتصاد رياضة صحافة أفكار عالم الفن تكنولوجيا صحة یمکن أن
إقرأ أيضاً:
من خلال الجزئيات .. هل تنجح الهواتف في نقل الرائحة قريباً؟
من الممكن مستقبلاً إجراء مكالمات فيديو تنقل لك الصوت والصورة والرائحة معاً عبر هاتفك النقال
التغيير ــ وكالات
يتساءل الكثير من الناس حالياً عما إذا كان من الممكن للهواتف الذكية أن تنقل الروائح قريباً، وذلك بعد أن بدأت في نقل الصوت فقط، ثم تطورت لتصبح صوتاً ونصاً، ثم انتقلت إلى مكالمات الفيديو التي تنقل الصوت والصورة معاً.
وبحسب تقرير نشرته مجلة “ديسكفر مغازين”، فإن من الممكن مستقبلاً إجراء مكالمات فيديو تنقل لك الصوت والصورة والرائحة معاً عبر هاتفك النقال.
وقال جيان ليو، وهو أستاذ مساعد في الهندسة الكهربائية وعلوم الكمبيوتر في جامعة “تينيسي” الأميركية: “عندما تستمع إلى الموسيقى أو تتحدث إلى شخص ما على هاتفك، يمكنك سماع الصوت من خلال مكبرات الصوت المدمجة. تحول هذه السماعات الإشارات الرقمية إلى اهتزازات مادية باستخدام مكون صغير يسمى الحجاب الحاجز. وتستشعر أذنيك هذه الاهتزازات كموجات صوتية”.
ويقول إن الهاتف النقال الذكي يحتوي أيضاً على شاشة تعرض الصور ومقاطع الفيديو، وتستخدم الشاشة نقاطاً صغيرة تُعرف بالبكسل تتكون من ثلاثة ألوان أساسية: الأحمر والأخضر والأزرق. ومن خلال مزج هذه الألوان بطرق مختلفة، يمكن لهاتفك أن يُظهر لك كل شيء من مشاهد الشاطئ الجميلة إلى الجراء اللطيفة.
ويقول ليو إنه بالنسبة لحاسة الشم، فإن الروائح تتكون من جزيئات صغيرة وهي الجزيئات التي تطفو في الهواء وتصل إلى الأنف، ثم يُرسل أنفك إشارات إلى دماغك، الذي يحدد الرائحة. إذن، هل يمكن لهاتفك أن يرسل إليك جزيئات الرائحة هذه؟ العلماء يعملون على ذلك حالياً.
ويقول ليو إن علينا التفكير في كيفية عمل شاشة الهاتف، فهي لا تحتوي على كل لون في العالم مخزناً بداخلها، وإنما بدلاً من ذلك تستخدم ثلاثة ألوان فقط لإنشاء ملايين الألوان والظلال المختلفة.
ويضيف: “تخيل الآن شيئاً مشابهاً للروائح. حيث يطور العلماء تقنية الروائح الرقمية التي تستخدم عدداً صغيراً من الخراطيش المختلفة، كل منها يحتوي على رائحة معينة، وتماماً مثل كيفية خلط البكسلات من ثلاثة ألوان لإنشاء صور، يمكن خلط خراطيش الروائح هذه لإنشاء روائح مختلفة”.
ويتابع: “تماماً مثل الصور الموجودة على هاتفك المصنوعة من أكواد رقمية تمثل مجموعات من البكسلات، يمكن إنشاء الروائح التي ينتجها هاتف مستقبلي باستخدام أكواد رقمية. يمكن أن يكون لكل رائحة وصفة محددة تتكون من كميات مختلفة من المكونات الموجودة في الخراطيش. وعندما تتلقى رمز رائحة رقمي، يمكن لهاتفك خلط كميات صغيرة من الروائح المختلفة من الخراطيش لإنشاء الرائحة المطلوبة.
إن هذا المزيج سوف يتم إطلاقه من خلال فتحة صغيرة في الهاتف، مما يسمح لك بشم رائحته. وباستخدام عدد قليل من الخراطيش، يمكن لهاتفك أن ينتج مجموعة كبيرة ومتنوعة من الروائح، تماماً كما يمكن للبكسلات الحمراء والخضراء والزرقاء أن تنتج ألواناً لا حصر لها”.
ويقول تقرير “ديسكفر مغازين” إن الباحثين والشركات يعملون بالفعل حالياً على إنشاء أجهزة رقمية لصنع الروائح مثل هذه، لكن هذه التقنية التي يجري تطويرها لا زالت تواجه العديد من التحديات.
وبحسب التقرير فان من بين هذه التحديات تصميم نظام يمكنه إنتاج آلاف الروائح المختلفة باستخدام عدد قليل فقط من الخراطيش، والتحدي الآخر هو كيفية التحكم في مدى قوة الرائحة ومدة انبعاثها من الهاتف، كما ستحتاج الهواتف أيضاً إلى استشعار الروائح بالقرب منها وتحويلها إلى أكواد رقمية حتى تتمكن هواتف أصدقائك من إرسال الروائح إليك.
الوسومالراوئح الهواتف تقنية
مباراتان اليوم في ختام الجولة الثانية لدوري نجوم العراق