פריצת דרך מרגשת: משותקים יוכלו לדבר באמצעות המחשבה - בזמן אמת

הישג ענק: צוות חוקרים מאוניברסיטת קליפורניה בברקלי ובסן פרנסיסקו הצליח לפתח טכנולוגיה חדשנית המאפשרת לאנשים עם שיתוק חמור לתקשר בדיבור טבעי וזורם. המחקר, שפורסם אתמול (שלישי) בכתב העת המדעי Nature Neuroscience, מציג פתרון לאחד האתגרים המרכזיים בתחום ממשק מוח-מחשב: צמצום זמן ההשהיה בין הניסיון לדבר לבין הפקת הקול בפועל.

באמצעות התקדמויות אחרונות בבינה מלאכותית, החוקרים פיתחו שיטה שמאפשרת תרגום רציף של אותות מוחיים לדיבור ברור כמעט בזמן אמת, בניגוד למערכות קודמות שסבלו מעיכוב משמעותי.

"הגישה שפיתחנו מביאה את אותה יכולת פענוח דיבור מהירה של מכשירים כמו אלקסה וסירי לנוירופרוטזות", אמר גופאלה אנומנצ'יפאלי, פרופסור להנדסת חשמל ומדעי המחשב באוניברסיטת קליפורניה בברקלי ואחד מהחוקרים הראשיים במחקר. "באמצעות אלגוריתם דומה, גילינו שאנחנו יכולים לפענח מידע עצבי ולאפשר, לראשונה, הזרמת קול כמעט סינכרונית".

מחשבות הופכות למילים

הטכנולוגיה פועלת באמצעות מערך אלקטרודות צפוף המושתל בניתוח על פני השטח של המוח, ומקליט את פעילות קליפת המוח המוטורית - החלק במוח השולט בהפקת הדיבור. במחקר השתתפה אישה המכונה אן, הסובלת משיתוק חמור ואינה יכולה לדבר, כאשר האלקטרודות אפשרו לזהות את האותות המוחיים שלה הקשורים לדיבור.

"אנחנו למעשה קולטים את האותות בשלב שבו המחשבה מתורגמת לארטיקולציה", הסביר צ'אול ג'ון צ'ו, תלמיד דוקטורט באוניברסיטת קליפורניה בברקלי ומחבר מוביל במחקר. "מה שאנחנו מפענחים מתרחש אחרי שנוצרה המחשבה, אחרי שהוחלט מה לומר ובאיזה מילים להשתמש".

כדי לאסוף את הנתונים הדרושים לאימון האלגוריתם, החוקרים ביקשו מאן להסתכל על משפט המוצג על המסך - כמו "היי, מה שלומך?" - ואז לנסות לחשוב על אמירת המשפט. החידוש המרכזי במחקר הנוכחי הוא פיתוח מודל עיבוד רציף המפענח את האותות במקטעים קטנים של 80 אלפיות השנייה, בניגוד למודל הקודם שהיה צריך לאסוף קטע שלם של נתונים לפני העיבוד. עם הגישה החדשה, התוצאה מגיעה בתוך פחות משנייה, מה שהופך את התקשורת לטבעית הרבה יותר.

"באמצעות מערכת זו, בתוך שנייה אחת מרגע זיהוי כוונת הדיבור, אנחנו מקבלים את הצליל הראשון," הסביר אנומנצ'יפאלי. "והמכשיר יכול לפענח דיבור באופן רציף, מה שמאפשר שימוש מתמשך בלא הפסקה".

לקראת דיבור טבעי לחלוטין?

החוקרים בדקו את המודל שפיתחו גם על נתונים שנאספו באמצעות שיטות אחרות למדידת פעילות מוחית. הם הראו שהשיטה יכולה לעבוד גם עם נתונים מסוגים אחרים של חיישנים, מה שמרמז על אפשרות לפיתוח טכנולוגיות פחות פולשניות בעתיד.

אן דיווחה כי עם הטכנולוגיה החדשה היא חשה שליטה רבה יותר, וכי היכולת לשמוע את קולה שלה (המסונתז מדגימות קול מלפני הפגיעה) כמעט בזמן אמת הגבירה את תחושת המעורבות שלה בתהליך.

המחקר הנוכחי מהווה צעד משמעותי לקראת השגת תקשורת טבעית באמצעות ממשקי מוח-מחשב. האתגר הבא שעליו שוקדים החוקרים הוא שילוב הבעתיות בקול המופק, כדי שישקף שינויים בטון, גובה ועוצמה כפי שמתרחש בדיבור טבעי - צעד שיגשר על הפער האחרון להשגת תקשורת טבעית לחלוטין.