AI γυαλιά: Νέα ελπίδα για τα άτομα με απώλεια ακοής

Η απώλεια ακοής επηρεάζει εκατομμύρια ανθρώπους παγκοσμίως και συχνά δυσχεραίνει την καθημερινή επικοινωνία, ιδιαίτερα σε θορυβώδη περιβάλλοντα. Αν και τα ακουστικά βαρηκοΐας έχουν βελτιωθεί σημαντικά τις τελευταίες δεκαετίες, εξακολουθούν να παρουσιάζουν περιορισμούς όταν ο χρήστης βρίσκεται σε χώρους με έντονο θόρυβο ή με πολλές συνομιλίες ταυτόχρονα. Σε αυτήν την πρόκληση έρχονται να απαντήσουν νέα γυαλιά με τεχνητή νοημοσύνη (AI glasses), που αναπτύχθηκαν στο Πανεπιστήμιο του Stirling και υπόσχονται να αλλάξουν τον τρόπο με τον οποίο τα άτομα με προβλήματα ακοής βιώνουν τον ήχο.

Πώς λειτουργεί η τεχνολογία

Τα έξυπνα γυαλιά διαθέτουν μία μικροσκοπική κάμερα που καταγράφει τις κινήσεις των χειλιών του ομιλητή. Ταυτόχρονα, μια εφαρμογή σε smartphone χρησιμοποιεί δίκτυα 5G για να στέλνει σε πραγματικό χρόνο τα οπτικά και ηχητικά δεδομένα σε έναν πανίσχυρο διακομιστή (cloud server).

Εκεί, η τεχνητή νοημοσύνη απομονώνει τη φωνή του ομιλητή από τους υπόλοιπους θορύβους και επιστρέφει τον «καθαρό» ήχο πίσω στον χρήστη, μέσω ακουστικού ή ακουστικού βαρηκοΐας. Ολόκληρη η διαδικασία διαρκεί κλάσματα του δευτερολέπτου, ώστε ο χρήστης να νιώθει ότι ακούει σε πραγματικό χρόνο. Αυτή η μέθοδος, γνωστή ως «audio-visual speech enhancement», αξιοποιεί τον στενό δεσμό που υπάρχει ανάμεσα στις κινήσεις των χειλιών και την παραγωγή της ομιλίας, προσφέροντας σημαντική ακρίβεια σε περιβάλλοντα με πολύπλοκους ήχους.

Υπέρβαση των σημερινών περιορισμών

Οι περισσότερες σημερινές τεχνολογίες ακύρωσης θορύβου δυσκολεύονται όταν πρόκειται για ταυτόχρονες συνομιλίες ή όταν ο θόρυβος προέρχεται από πολλές πηγές, όπως σε ένα καφέ ή σε ένα αεροδρόμιο. Η νέα συσκευή έρχεται να ξεπεράσει αυτό το εμπόδιο, καθώς η AI δεν στηρίζεται μόνο στον ήχο αλλά και στην οπτική πληροφορία. «Δεν προσπαθούμε να αντικαταστήσουμε τα ακουστικά βαρηκοΐας, αλλά να τους δώσουμε υπερδυνάμεις», δήλωσε η καθηγήτρια Mathini Sellathurai από το Πανεπιστήμιο Heriot-Watt, που ηγείται του έργου. «Απλώς κοιτάς το άτομο που θέλεις να ακούσεις και η τεχνητή νοημοσύνη κάνει το υπόλοιπο».

Συνεργασία και ερευνητική καινοτομία

Το έργο είναι αποτέλεσμα συνεργασίας του Πανεπιστημίου Stirling με τα πανεπιστήμια Heriot-Watt, Εδιμβούργου και Napier. Ο Dr. Ahsan Adeel, Αναπληρωτής Καθηγητής Τεχνητής Νοημοσύνης στο Stirling, ήταν από τους πρώτους που το 2018 πρότειναν την ιδέα πολυτροπικών ακουστικών βαρηκοΐας με τεχνολογίες 5G και IoT. Σύμφωνα με τον ίδιο, «η πρόοδος αυτή ανοίγει τον δρόμο για ακουστικά επόμενης γενιάς, τα οποία όχι μόνο θα βελτιώνουν την ακουστική εμπειρία, αλλά θα το κάνουν με ελάχιστη κατανάλωση ενέργειας, εξαιρετική ταχύτητα και πλήρη σεβασμό στην ιδιωτικότητα του χρήστη».

Γιατί είναι σημαντικό

Περισσότεροι από 1,2 εκατομμύρια ενήλικες στο Ηνωμένο Βασίλειο αντιμετωπίζουν τόσο σοβαρή απώλεια ακοής ώστε να δυσκολεύονται να συμμετέχουν σε καθημερινές συζητήσεις. Παρά τα διαθέσιμα ακουστικά βαρηκοΐας, η εμπειρία σε πολυσύχναστους χώρους παραμένει προβληματική. Μεταφέροντας τη βαριά επεξεργασία δεδομένων σε ισχυρούς διακομιστές cloud, οι ερευνητές καταφέρνουν να εφαρμόσουν αλγορίθμους βαθιάς μάθησης (deep learning) που δεν θα μπορούσαν να «τρέξουν» σε μικρές, φορητές συσκευές. Έτσι, δημιουργείται ένα πιο αποδοτικό και ευέλικτο σύστημα που μπορεί να εξελιχθεί σε πραγματικό εργαλείο καθημερινής χρήσης.

Από το εργαστήριο στην καθημερινότητα

Παρότι το έργο βρίσκεται ακόμη σε πειραματικό στάδιο, οι πρώτες δοκιμές με χρήστες ακουστικών βαρηκοΐας δείχνουν ενθαρρυντικά αποτελέσματα. Η ερευνητική ομάδα συνεργάζεται ήδη με κατασκευαστές ακουστικών, επιδιώκοντας να μειώσει το κόστος και να κάνει τη νέα τεχνολογία προσιτή σε ευρύτερα κοινωνικά στρώματα. Παράλληλα, οργανώνονται εργαστήρια με συμμετοχή ατόμων με απώλεια ακοής, ενώ συλλέγονται δείγματα θορύβου από καθημερινές πηγές, όπως ηλεκτρικές συσκευές ή κυκλοφορία στους δρόμους, ώστε το σύστημα να «εκπαιδεύεται» και να γίνεται ολοένα και πιο αποτελεσματικό.

Μια τεχνολογία με ευρύτερες προοπτικές

Αν και ο κύριος στόχος είναι η βελτίωση της ζωής ανθρώπων με σοβαρή απώλεια ακοής, οι ερευνητές πιστεύουν ότι η τεχνολογία αυτή μπορεί να έχει και άλλες εφαρμογές. Εργαζόμενοι σε θορυβώδη περιβάλλοντα, όπως σε νοσοκομεία ή βιομηχανικές εγκαταστάσεις, θα μπορούσαν να επωφεληθούν από την «έξυπνη» απομόνωση φωνών. Όπως τόνισε η Sellathurai, «αυτό που φτιάχνουμε δεν είναι απλώς μια συσκευή για λίγους, αλλά μια τεχνολογία που μπορεί να ανοίξει δρόμους σε πολλούς τομείς».

Τα γυαλιά με τεχνητή νοημοσύνη δεν αποτελούν μόνο ένα ακόμη τεχνολογικό επίτευγμα· είναι ένα βήμα προς την κοινωνική ενσωμάτωση και την ισότητα στην επικοινωνία. Αν οι ερευνητές καταφέρουν να ξεπεράσουν τα τεχνικά και οικονομικά εμπόδια, σύντομα εκατομμύρια άνθρωποι σε όλο τον κόσμο θα μπορούν να απολαμβάνουν πιο καθαρές συνομιλίες και να συμμετέχουν ενεργά σε κοινωνικές δραστηριότητες, χωρίς τον περιορισμό της απώλειας ακοής.