Науковці навчили комп'ютер читати і озвучувати людські думки

На перший погляд це звучить, як науково-фантастична історія жахів: комп'ютер навчився читати людські думки. Насправді ж прототип, який сконструювали науковці Колумбійського університету в Нью-Йорку, поки що не дуже лякає. Цей апарат здатний більш-менш зрозуміло артикулювати дуже чітко сформульовані людиною думки. Аби досягти такого рівня, довелось витратити чимало сил і часу.

Мета науковців, які взялись за розробку цієї технології, полягає не в контролюванні людських думок, а в тому, щоб допомогти пацієнтам з порушенням мовлення знову спілкуватися з оточуючими. Втратити здатність говорити людина може, наприклад, внаслідок інсульту. І тоді на допомогу може прийти техніка, над якою зараз якраз і працюють американські науковці. Пацієнти знову зможуть говорити, щоправда, комп'ютерним голосом. Такими, принаймні, є сподівання.

Комп'ютер читає думки й перетворює їх на мовлення

"Ми змогли продемонструвати, що думки цих людей, застосовуючи відповідну технологію, можна декодувати й врешті-решт почути й зрозуміти", - пояснює професор Німа Месгарані з Колумбійського університету, який спеціалізується на нейрології та інженерних науках. Результати своїх досліджень науковці з Колумбійського університету та медичного центру Northwell Health Physician Partners у Нью-Йорку оприлюднили 29 січня в науковому виданні Nature Scientific Reports.

Коли людина говорить або думає вголос - тобто вимовляє свої думки, - у мозку можна зафіксувати специфічне мереживо сигналів. Подібні сигнали виникають також тоді, коли ми слухаємо мову іншої людини або лише собі уявляємо, що когось чуємо. Досі провалювались будь-які спроби перетворити ці мозкові сигнали на зрозумілі для інших акустичні сигнали. Тепер Месгарані стверджує, що команді науковців з Нью-Йорка вдалося це зробити за допомогою так званого вокодера (Vocoder).

В основі вокодера лежить комп'ютерний алгоритм, який, використовуючи штучний інтелект, здатен синтетично відтворювати мову. Для цього його потрібно тривалий час тренувати за допомогою аудіозаписів голосу людини. "Йдеться про таку саму техніку, котра використовується в Amazon Echo та Apple Siri, аби генерувати вербальні відповіді на запитання", - пояснює Месгарані.

Пацієнти в медичному центрі Northwell Health Physician Partners допомагали тренувати вокодер. Їм давали прослухати записи різних голосів, а науковці при цьому робили їм електроенцефалографію, тобто аналізували біоелектричну активність головного мозку.

Потім пацієнтам пропонували послухати лічбу від нуля до дев'яти. Вокодер вивчав цей процес і після цього генерував звуки, які мали відповідати кожній із цифр. Спочатку ці звуки, які видавала машина, були незрозумілими і потребували спеціальної обробки за допомогою комп'ютерної імітації нейронної мережі людського мозку. Зрештою дослідникам вдалося навчити пристрій зрозуміло вимовляти цифри.

Зручний голосовий апарат для пацієнтів

Тепер науковці хочуть навчити вокодер розпізнавати складні слова і цілі речення. Їхньою метою є створення імплантату, за допомогою якого можна було б легко вимірювати мозкові сигнали, а зручний кишеньковий комп'ютер міг би ці сигнали аналізувати і перетворювати на усне мовлення.

Професор Німа Месгарані впевнений, що за допомогою такого пристрою пацієнти, які з тієї чи іншої причини втратили здатність говорити, змогли б повернути собі хоча б часткову самостійність. "Він би знову дав шанс усім,  хто втратив голос - чи через хворобу, чи поранення - встановити контакт з оточенням", - сподівається дослідник.