Nghiên cứu, được công bố trên tạp chí chuyên ngành khoa học Nature Machine Intelligence, cho thấy cổ họng nhân tạo (artificial throat- AT) có thể nhận biết những hợp âm và các chuyển động cơ học.
Theo đó, các nhà nghiên cứu đã phát triển một công nghệ nhận biết giọng nói phổ quát có thể hoạt động tốt với các âm thanh nhỏ hoặc tín hiệu âm thành trong môi trường ồn ào.
Nhóm nghiên cứu cho biết, qua tìm hiểu, các nhà khoa học nhận thấy, để cải thiện độ chính xác của việc nhận dạng âm thanh, hầu hết các thiết bị đều phải gia tăng kích thước. Điều này dẫn đến quy mô sử dụng thiết bị bị hạn chế và người sử dụng khó có thể mang theo thiết bị bên người liên tục khi tham gia vào các hoạt động sinh hoạt thường ngày.
Để giải quyết những hạn chế đó, nhóm các nhà khoa học đến từ Đại học Thanh Hoa và Đại học Giao thông Thượng Hải (Trung Quốc) đã phát triển thành công cổ họng nhân tạo (AT) thông minh dựa trên graphene có thể đeo được.
Cụ thể, các nhà khoa học đã đặt một tấm vật liệu graphene được cắt bằng tia laser lên một lớp film polyvinyl alcohol. Với kích thước khoảng 0,6 inch x 1,2 inch, gấp đôi kích thước của móng tay cái, cổ họng nhân tạo (AT) có thể gắn vào cổ của bệnh nhân.
Nhóm nghiên cứu sử dụng nước để gắn tấm film lên cổ họng của bệnh nhân và sau đó kết nối với một điện cực và một bảng mạch, máy tính siêu nhỏ, bộ khuếch đại công suất và bộ giải mã chuyển động.
Thiết bị được nhóm nghiên cứu phát triển nhạy cảm với lời nói của con người và các chuyển động liên quan đến phát âm. Nhận thức của nó về các phương thức hỗn hợp của tín hiệu âm thanh và chuyển động cơ học cho phép AT thu được tín hiệu có tần số cơ bản thấp trong khi vẫn có khả năng chống nhiễu.
Nghiên cứu chỉ ra rằng AT có thể phát hiện các yếu tố lời nói cơ bản như âm vị, thanh điệu và từ với độ chính xác trung bình lên đến 99,05%.
Thông qua mô hình trí tuệ nhân tạo (AI) toàn diện, AT có thể nhận ra những từ ngữ hằng ngày của bệnh nhân phẫu thuật thanh quản với độ chính xác hơn 90%.
Nội dung câu từ sẽ được tổng hợp thành lời nói hoàn chỉnh và phát ra từ AT, giúp bệnh nhân dần phục hồi khả năng phát âm sau phẫu thuật.
Quy trình chế tạo khả thi, hiệu suất ổn định, khả năng chống ồn và phát âm tích hợp làm cho AT trở thành một công cụ đầy hứa hẹn cho các hệ thống tương tác và nhận dạng giọng nói thế hệ tiếp theo. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho biết vẫn còn nhiều điểm cần tối ưu hóa như chất lượng âm thanh, âm lượng và sự đa dạng của giọng nói, đồng thời hy vọng trong tương lai, có thể ứng dụng công nghệ này giúp cho các bệnh nhân mất giọng có thể nói được trở lại.
Thái An