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Mercoledì, 29 Maggio 2024
Nuove frontiere / Stati Uniti d'America

Paralizzata dopo l'ictus torna a parlare grazie a un avatar digitale

L'interfaccia cervello-computer per la prima volta riesce a tradurre i segnali dell'attività cerebrale in parole ed espressioni

Un avatar digitale dona una "seconda vita" a una donna paralizzata da un ictus. La nuova tecnologia le consente di parlare: riproduce la sua voce e perfino le espressioni del volto. L'interfaccia cervello-computer per la prima volta riesce a tradurre i segnali dell'attività cerebrale in parole ed espressioni per consentire una comunicazione più rapida e naturale. Il sistema può anche decodificare quasi 80 parole al minuto, un miglioramento significativo rispetto alla tecnologia disponibile in commercio.

I risultati della sperimentazione sono pubblicati su Nature dai ricercatori dell'Università della California a San Francisco e Berkeley. Il team, guidato dal neurochirurgo Edward Chang, ha applicato sul cervello della donna una sottilissima pellicola rettangolare contenente 253 elettrodi: il dispositivo, posto sopra un'area cruciale per la comunicazione, rileva i segnali cerebrali che a causa dell'ictus non riescono più a essere inviati all'apparato fonatorio (lingua, bocca, laringe) e ai muscoli facciali. I segnali vengono quindi mandati a un sistema di intelligenza artificiale che è stato addestrato per settimane a riconoscere le onde cerebrali della donna che corrispondono ai diversi suoni che compongono le parole.

"Il nostro obiettivo è ripristinare un modo di comunicare completo e naturale, che è davvero il modo più naturale per noi di parlare con gli altri", spiega Chang, membro dell'Istituto per le Neuroscienze Weill dell'Ucsf e professore del Jeanne Robertson in Psichiatria. "Questi sviluppi - aggiunge - ci avvicinano molto a trovare una soluzione concreta per i pazienti".

I ricercatori hanno anche abbinato un algoritmo che sintetizza le parole con la stessa voce della paziente (ripresa da alcune registrazioni fatte al suo matrimonio). Infine il team ha animato l'avatar con l'aiuto di un software che simula e anima i movimenti muscolari del volto, sviluppato da Speech Graphics, un'azienda specializzata in animazioni facciali basate su intelligenza artificiale. I ricercatori hanno creato processi di apprendimento automatico personalizzati che hanno permesso al software dell'azienda di interagire con i segnali inviati dal cervello della donna mentre cercava di parlare, convertendoli nei movimenti sul volto dell'avatar, facendo aprire e chiudere la mascella, sporgere e stringere le labbra e muovere su e giù la lingua, come i movimenti facciali per felicità, tristezza e sorpresa.

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