一种紧贴脖子的新型，灵活的设备可以将肌肉运动转化为言语，使人们能够不使用声带就交谈。
小斑块不仅检测到与语音相关的喉咙运动，还利用了发电的运动，这意味着该设备可以在没有电池的情况下操作或插入。
该设备在周二（3月12日）发表在《期刊》上的一项研究中描述自然通讯，从理论上讲，可以帮助由于声带受损或瘫痪而引起的语音障碍患者，包括从喉癌手术中恢复过来的人。
主要研究作者Jun Chen，加利福尼亚大学洛杉矶分校的生物工程助理教授告诉Live Science，该贴片的想法在他花了几个小时讲课并感到自己的声音变得疲倦后出现了。他开始想象一种解决这个问题的方法，使一个人在不使用声带（也称为“人声褶皱”）的情况下说话。
这种想法导致陈和他的同事们设计了一个柔软的补丁，这可能会使人们失去这种能力或正在从短暂的声音障碍中恢复过来时说话。
该补丁的设计依赖于2021年发表的研究自然材料这是该2021年研究的高级作者陈（Chen）说的，以及先前的材料研究。
自19世纪中叶以来，科学家就知道某些刚性金属的磁性特性在机械应力下时可以改变。一个例子是铁和凝胶合金，称为甘芬醇，当您挤压或变形材料时，其磁状态会发生变化。在2021年的研究中，Chen和他的同事表明，同样的概念可以与嵌入薄硅内部的小磁铁制成的软材料一起使用。
现在，在他们的最新研究中，该团队在斑块中利用了这种材料，该材料应对喉咙肌肉的运动所带来的微妙压力。当一个人执行所需交谈所需的动作时，材料通过产生可以翻译成语音的电信号来做出响应。
为此，该补丁是由五个非常薄的层制成的。斑块的外层是由柔软，柔性的硅材料制成的，而中间层由硅和微型磁体制成，产生的磁场随着喉咙肌肉的运动而变化。由铜线线圈制成的周围的两个层将这些磁场的变化转化为电信号。
然后，这些电信号被馈送到将脉冲转化为语音的机器学习算法中。为了训练该算法，该研究的每个参与者在程序跟踪其喉咙动作时，每次重复五个短语100次。这教会了系统将特定运动与给定短语相关联。
在展示涉及八个没有语音问题的技术的技术时，该算法在将补丁的电冲动转化为语音方面的准确性约为95％。这些测试是使用相同的简短短语和句子进行的算法进行了训练的，其中包括“快乐的圣诞节”和“我希望您的实验进展顺利”，个人在站着不动，步行和跑步时说。
在不同的实验中，要求参与者大声说句子或“无声发音”。这些测试表明，无论哪种情况，算法都可以可靠地将肌肉运动转化为正确的波形。
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新磁弹性喉咙斑块的特写
尽管这些结果是有希望的，但该补丁仍处于开发的早期阶段。它的测试仅限于八个人说的一些短语，并且在言语障碍的人中尚待测试。陈说，另一个限制是，需要对该贴片的当前制造过程进行缩放，并使得生产大量贴片的效率更高。
展望未来，研究人员还希望提高设备翻译句子的能力。
根据2005年发表在《期刊》上的调查喉镜，大约30％的人一生中将至少患有一种声音障碍。和克利夫兰诊所报道说，美国有3％至9％的人会经历Aphonia或失去声音。阿方症可以表现为嘶哑的声音，无法在耳语上说话，或者完全失去了声音。
现有的技术来帮助无法说话的人 - 例如小电池操作称为eelatolarynx的设备- 通常是昂贵或侵入性的，许多人无法访问它们。其他设备依靠将书面文本或符号集合转换为语音，这并不能直接替代通话。作者在报告中写道，如果被证明有效，新补丁可以使这样的辅助技术更加方便，侵入性更少。
本文仅是出于信息目的，不打算提供医疗建议。
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