Un nuevo dispositivo flexible montado en el cuello puede traducir los movimientos musculares en habla, permitiendo a las personas hablar sin usar las cuerdas vocales.
El pequeño parche no sólo detecta los movimientos de la garganta asociados con el habla, sino que también aprovecha ese movimiento para generar electricidad, lo que significa que el dispositivo puede funcionar sin batería o enchufado.
El dispositivo, descrito en un estudio publicado el martes (12 de marzo) en la revista Comunicaciones de la naturalezaEn teoría, podría ayudar a comunicarse a las personas con trastornos de la voz causados por daño o parálisis de las cuerdas vocales, incluidas aquellas que se recuperan de una cirugía de cáncer de laringe.
Autor principal del estudio Juan ChenUn profesor asistente de bioingeniería en UCLA le dijo a WordsSideKick.com que la idea del parche surgió después de pasar varias horas dando conferencias y sentir que su voz se estaba cansando. Comenzó a imaginar una forma de solucionar este problema, de modo que una persona pudiera hablar sin utilizar las cuerdas vocales, también conocidas como cuerdas vocales.
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Esta idea llevó a Chen y sus colegas a diseñar un parche blando que podría permitir a las personas hablar cuando pierden esa capacidad o se recuperan de un trastorno transitorio de la voz.
El diseño del parche se basa en una investigación publicada en 2021 en la revista. Materiales de la naturaleza“Además de investigaciones previas sobre materiales”, dijo Chen, autor principal del estudio de 2021.
Desde mediados del siglo XIX, los científicos saben que las propiedades magnéticas de algunos metales sólidos pueden cambiar cuando se someten a tensiones mecánicas. Un ejemplo de esto es Una aleación de hierro y galio llamada galvinol., que cambia su estado magnético cuando el material se presiona o deforma. En su estudio de 2021, Chen y sus colegas demostraron que el mismo concepto podría funcionar con un material blando hecho de pequeños imanes incrustados dentro de una fina silicona.
Ahora, en su último estudio, el equipo ha aprovechado este material en un parche que responde a una presión leve causada por el movimiento de los músculos de la garganta. Cuando una persona realiza los movimientos necesarios para hablar, el material responde produciendo señales eléctricas que pueden traducirse en habla.
Para conseguirlo, el parche consta de cinco capas muy finas. Las capas exteriores del parche están hechas de material de silicona suave y flexible, mientras que la capa intermedia está hecha de silicona y microimanes, generando un campo magnético que varía según el movimiento de los músculos de la garganta. Las dos capas circundantes, formadas por bobinas de alambre de cobre, traducen los cambios del campo magnético en señales eléctricas.
Estas señales eléctricas luego se envían a un algoritmo de aprendizaje automático que traduce los impulsos en voz. Para entrenar el algoritmo, cada participante del estudio repitió cinco frases cortas 100 veces cada una mientras el software seguía los movimientos de la garganta. Esto enseñó al sistema a asociar ciertos movimientos con una determinada frase.
En una demostración de la tecnología con ocho personas sin problemas del habla, el algoritmo tuvo una precisión de aproximadamente el 95% al traducir los impulsos eléctricos del parche en voz. Estas pruebas se realizaron utilizando las mismas frases y oraciones cortas con las que se entrenó el algoritmo, incluidas «Feliz cumpleaños» y «Espero que tus experimentos vayan bien», que los sujetos dijeron mientras estaban de pie, caminando y corriendo.
En diferentes experimentos, se pidió a los participantes que dijeran frases en voz alta o que “las dijeran en voz alta”. Estas pruebas indican que en ambos casos, el algoritmo puede traducir de manera confiable los movimientos musculares en formas de onda correctas.
Aunque estos resultados son prometedores, el parche aún se encuentra en las primeras etapas de desarrollo. Su prueba se limitó a ocho personas que dijeron sólo algunas frases y aún no se ha probado en personas con trastornos del habla. Otra limitación es que será necesario ampliar el proceso actual de fabricación de parches y hacerlo más eficiente para poder producir una gran cantidad de parches, dijo Chen.
Chen añadió que, de cara al futuro, los investigadores también quieren aumentar la capacidad del dispositivo para traducir frases.
Según una encuesta de 2005 publicada en la revista laringoscopioAlrededor del 30% de las personas sufrirán al menos un trastorno de la voz a lo largo de su vida. Y el Clínica Cleveland Los informes indican que entre el 3% y el 9% de las personas en los Estados Unidos experimentarán afonía o perderán la voz. La pérdida de la voz puede manifestarse como ronquera, incapacidad para hablar más que un susurro o pérdida total de la voz.
Tecnologías que existen para ayudar a las personas que no pueden hablar, como dispositivos pequeños que funcionan con baterías. Un dispositivo llamado electrolaringe – Suelen ser costosos o invasivos y muchas personas no tienen acceso a ellos. Otros dispositivos se basan en traducir texto escrito o un conjunto de símbolos al habla, lo que no constituye un sustituto directo del habla. Si se demuestra que es eficaz, el nuevo parche podría hacer que la tecnología de asistencia como ésta sea más conveniente y menos intrusiva, escribieron los autores en su informe.
Este artículo tiene únicamente fines informativos y no pretende proporcionar asesoramiento médico.
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