Laastari kurkulla tuottaa puhetta tekoälyn avulla
"Ei vielä käänteentekevä sensorisovellus."
Aivokäyttöliittymät tuovat halvaantuneille mahdollisuuden kommunikoida. Keväällä 2021 Stanfordin yliopiston työryhmä kehitti tekoälyyn perustuvan ja päähän asennettavien anturien avulla tavan, jolla neliraajahalvaantunut 65-vuotias mies pystyi tuottamaan tekstiä. Tuolloin BioMag-laboratorion johtaja, professori Hanna Renvall kommentoi asiaa Lääkärilehdessä.
Nyt Kalifornian yliopistossa Los Angelesissa (UCLA) on kehitetty kurkunpäähän kiinnitettävän laastari, jossa piisiru mittaa kurkunpään lihasten liikkeitä. Tekoäly muuntaa liikkeet puheeksi.
Onko "kurkunpäälaastari" käänteentekevä keksintö, lääketieteen tohtori ja diplomi-insinööri Hanna Renvall?
– Minun on helppo uskoa, että tuo voi toimia. Älysensorikehitys on pitkällä myös paineen, lämpötilan, kosteuden ja sellaisten suhteen. Aalto-yliopistossa kehitetään jo älypotkupukujakin lasten liikkeiden luonnolliseen arvioimiseen, ja niissä on monimutkaista sensoritekniikkaa, Renvall toteaa.
Hänen mukaansa lihasliikkeiden monitorointia voi tehdä monella tapaa. UCLA:n kehittämässä laastarissa on uusia sensoreita, jotka nappaavat kaulan sisältä signaalin paremmin kuin jos kaulalle liimattaisiin vain tavallinen, ihon alla olevan lihaksen liikettä monitoroiva sensori.
– Siinä jäisi kiinnostavien äänentuottoon osallistuvien lihasten ja sensorin väliin niin paljon matkaa ja häiritseviä lihaksia, että ei varmaan onnistuisi, Renvall sanoo.
Hänen mukaansa hyvästä signaalista koneäly oppii monenlaista, ja puhesignaalia on varmaan kohtalaisen helppo opettaa, kun sanoissa on signaalina kuitenkin merkittävää samankaltaisuutta, oli sitten lausujana korkeaääninen lapsi tai matalaääninen basso.
– Ei tästä ja vastaavista sovelluksista varmaan Nobelia saa, mutta näille ja vastaaville sensoreille on varmasti jatkossa paljon kliinistä käyttöä.
– Itse olen pikkuisen sekaantunut projektiin, jossa koetettiin kehittää älypatjaa paineen ja venytyksen havaitsemiseksi paikallisesti pyörätuolipotilaita varten, heille kun tulee usein painehaavoja, kertoo Renvall.
Kirurgia puree äänihuulisairauksiin
Renvall kehottaa kysymään lisää korva-, nenä- ja kurkkutautien erikoislääkäri Satu Lamminmäeltä , joka on myös opiskellut Aalto-yliopistossa ja sen edeltäjässä TKK:lla, mutta vaihtanut lääketieteeseen. Hän on työskennellyt pitkään Husissa ja Aalto-yliopistossa aivotutkijana. Väitöskirjassaan hän tutki, miten aivot yhdistävät kahdesta korvasta tulevat viestit.
Miltä UCLA:n sovellus kuulostaa, Satu Lamminmäki?
– Yleisesti ottaen tässä "kurkunpäälaastarissa" on käytetty ja yhdistetty hienosti teknologiaa. He olivat myös panostaneet muun muassa tuotteen käyttäjäystävällisyyteen eli turvallisuuteen, äänenvoimakkuuden tasaisuuteen, laastarin kokoon ja elastisuuteen, Lamminmäki kiittelee.
Toisaalta hänen mukaansa UCLA:n tutkimuksen perusteella ei voi arvioida, kuinka paljon tarvittaisiin aikaa arkielämän tavallisten sanojen lauseiden opettamiseen tai olisiko se mahdollista. Lisäksi tutkimukseen osallistuvat olivat nuoria aikuisia, mitä monet puheongelmista kärsivät eivät ole.
– Puheessa jo hyvin pienet akustiset muutokset voivat muuttaa merkitystä huomattavasti. Todennäköisesti koneoppimismallin tarkkuus laskee, mitä enemmän samankaltaisia lauseita se yrittää tunnistaa. Olisi ollut myös valaisevaa nähdä, miten hyvin menetelmä erottaa eri vokaalit toisistaan, Lamminmäki pohtii.
Myös kirurgina toimineena ja äänihuuliperäisiä sairauksia hoitaneena hän ei näe äänihuulilaastaria hetkeen ratkaisuna tällaisiin vaivoihin, ja vielä kun äänihuuliperäiset sairaudet paranevat myös itsestään.
– Monet äänihuuliperäiset sairaudet ovat myös helposti leikattavissa, ja tulokset ovat hyvät. Eikä leikkauksen jälkeen tarvita apuvälineiltä.
Hän ei ole kovin optimistinen sen suhteen, että äänihuulilaastaria voisi soveltaa kurkkusyöpäpotilaisiin kuten UCLA:n tutkijat ovat yrittäneet tehdä. Syöpähoitojen, sekä kirurgisen että sädehoidon, myötä kaulan alueen anatomia muuttuu.
Kurkunpäälaastarista kirjoitti Suomessa ensimmäisenä Helsingin Sanomat. Alkuperäinen artikkeli on Nature-lehdessä .
