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AI與晶片助攻 一款溝通輔具幫患者把話說清楚

本文共1281字

中央社 記者蘇思云台北4日電

中風、腦性麻痺患者因構音異常導致說話不清,難以跟外界溝通。跨域團隊開發出一款如錄音筆大小的溝通輔具雛形,患者手持按鈕說話後,輔具就能轉換成多數人都能聽懂的清晰語句。

這個小巧的溝通輔具,背後匯聚來自中正大學、陽明交大、台北醫學大學、中研院、國研院研究人員4年多來的心血,由科技部半導體射月計畫支持。

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中正大學電機系特聘教授王進賢告訴中央社記者,團隊具備人工智慧技術與晶片技術的厚實基礎,當時希望把AI技術投入到較少人關注的語音領域,而計畫合作夥伴宇康生科長期關注構音異常患者,觀察到許多病患因為構音問題,無法清晰講話,生活上有許多不便、甚至畏於與人交流,而現有方式多著重在電腦字卡輔助,溝通效益相對有限。實際觀察的需求加上厚實技術,雙方因此一拍即合。

不過,團隊投入研發後,許多難題也隨之浮現。例如,人工智慧要能發揮作用,一要擁有大量資料,才好訓練模型,二是資料不能有太大變異性,但偏偏這兩項對構音異常患者都有難度。

陽明交大生物醫學工程系副教授賴穎暉表示,由於患者講話非常花費力氣,就算講同一句話,也可能每次發音聲調差異大。也就是說,不能依循過去訓練AI模型的方式,必須提出新研究方式。

賴穎暉解釋,患者原本說話只能創造少量語句資料,透過樣本增量,後續可以用AI生成大量的語音資料,再來訓練模型。進一步運用技術,克服患者語音的變異性,釐清語序的前後邏輯,最後合成音訊,完成語音轉換。

除了溝通輔具可以單獨使用、轉換成清晰語句外,團隊也同步開發出雲端演算法系統,也能具備同樣效果。對於患者話語的理解度,可以從3成明顯提升到8成。

在軟體演算法之外,團隊另一項挑戰在硬體晶片的運算能力。

王進賢解釋,團隊當時思考可能的呈現方式,業界建議可以往功能單一的輔具研發,未來比較有機會申請成為美國醫療輔助工具,後來才設計出如錄音筆大小的隨身溝通輔具。

不過,為了方便病患外出使用輔具,團隊必須考慮輔具使用的晶片如何加強運算能力,但又要降低功耗,延長電池可使用的時間。

王進賢指出,團隊研發過程中,一開始使用的晶片在轉換時間上大約近10秒,後來隨著技術不斷升級,效能跟初期相比可提高15到20倍,溝通輔具的轉換速度也跟著加快,目前轉換時間縮短到0.5秒。也就是患者手持溝通輔具,講話時一邊按著按鈕,放開按鈕後,就會播出比較清晰的語句,幾乎沒有太大時間差。

宇康生科營運長張嘉原告訴中央社記者,宇康生科原本就長期專注在軟體即時語音辨識的技術,而射月計畫除了演算法技術,還有研發硬體晶片,未來若發展硬體應用上也能有更多彈性。公司在策略性考量下參與計畫,也會評估後續可能的商業機會。

王進賢也說,團隊研發輔具雛形時,有找數名病患實際測試,計畫另一延伸運用是研發出抗噪麥克風,也曾獲邀參與近2年的美國消費性電子展(CES)。

不過,眼前這款溝通輔具雖然有了雛形,但還只是研究階段的第一步,後續的臨床驗證、落地應用、設計商業服務流程,還有很長的路要走。

王進賢表示,如果業界廠商有興趣,也許可以生產更多溝通輔具來做實際測試,團隊對後續技轉也抱持開放態度,希望有機會改善患者的日常溝通。

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