她有能力吸引观众、吸引情人、激怒邻居，而且她非常脆弱。事物？你猜对了，我们的声音。当来自肺部的空气引起声带（喉部肌肉组织的褶皱）振动时，每个人都会发出独特的声音。嗯，这些声带很容易因压力、感染或过度使用而受损。不仅仅是艺术家面临失去声音的风险：根据一项为期 30 年的著名研究，XNUMX% 的人在一生中的某个阶段会经历声音障碍。但现在加州大学洛杉矶分校的一组生物工程研究人员可能已经找到了一个有希望的解决方案。
一个可以读取肌肉并让你无声说话的贴片
该研究发表在本周的《自然通讯》杂志上（我在这里链接）。加州大学洛杉矶分校团队展示并测试了一种可以贴在人脖子上的软贴片：它将检测肌肉运动，并在处理信号的机器学习算法的帮助下，将它们翻译成可听的单词。
虽然该设备仍是早期原型，但它有可能比当前的替代品提供实质性改进。如今，当一个人无法发声时，最简单的解决方案是通过打字、发短信或书面笔记进行交流。但正如他指出的 陈俊该研究的主要作者表示，打字可能很慢而且很尴尬。然而，只有在良好的照明条件下才能写出清晰的笔记。更复杂的解决方案，例如电喉，靠在喉咙上以产生言语所需振动的外部设备，可能需要特殊培训才能使用，而且由于其侵入性，手术往往令人畏惧。理论上，一个补丁就能够克服所有这些障碍。
磁性纳米颗粒：会说话的贴片的秘密
加州大学洛杉矶分校装置背后的机制？这是一种称为磁弹性效应的原理。当磁性纳米粒子嵌入弹性材料或有机硅聚合物等软材料时，当材料拉伸时，它们的磁性会发生变化。这是因为每次变形都会导致颗粒旋转或相对移动，从而改变材料的磁化强度。
当喉咙肌肉在硅胶贴片下移动时，由此产生的磁场变化也可以转化为电信号。在一项有 8 名参与者参与的测试中，研究人员捕获了受试者说出并口型同步五个不同短语时出现的信号（包括：“我希望你的实验进展顺利！”、“圣诞快乐！”和“我爱你！” ）。然后，他们训练了一个机器学习模型来识别与每个句子相关的电信号的不同形状。然后，该算法能够预测参与者说出的五个句子中的哪一个（无论是大声还是无声） 准确率大于90%。
数百万无声者的希望
当然，还有很长的路要走：目前该设备只能识别它所训练的五个句子。此外，声带的个体差异意味着目前算法需要针对每个用户进行定制。为了使其大规模实用，研究人员需要收集更多的数据，但考虑到这些技术的发展速度，前景令人兴奋。想象一下，这个补丁对于每年因疾病、事故或手术而失声的数百万人意味着什么。或者对于那些出于某种原因发现很难或无法说话的人。
有了这个设备，他们就可以重新获得自然、自发的沟通能力，而不必诉诸缓慢而繁琐的方法。他们可以再次参与对话、表达情感、讲故事。因为声音不仅仅是一种沟通方式。它是我们的身份、个性和存在的一个组成部分。失去声音不仅意味着失去发声的能力，还意味着失去自己的一部分。因此，这样的补丁不仅仅是一个技术小玩意，更是一个希望的承诺。希望回馈那些不仅失去声音，而且失去灵魂的人们。
