.webp)
Sekelompok insinyur di University of California, Los Angeles (UCLA) berhasil membuat perangkat berbasis artificial intelligence (AI). Perangkat ini bisa membantu orang berbicara meski tanpa menggunakan pita suara.
Dalam penelitian yang terbit di jurnal Nature Communications, perangkat bioelektrik ini dikembangkan untuk membantu orang seringkali merasa sulit atau tidak mungkin untuk berbicara. Misal untuk orang dengan gangguan suara, termasuk mereka yang memiliki kondisi patologis pita suara atau yang baru pulih dari operasi kanker laring.
Perangkat AI ini memiliki bentuk yang lembut, tipis, dan elastis. Ukurannya kurang lebih 1 inci persegi. Dalam penerapannya, alat dapat ditempelkan pada kulit di luar tenggorokan.
SCROLL TO CONTINUE WITH CONTENT
Peneliti mengatakan, alat ini dapat membantu individu dengan pita suara yang tidak berfungsi untuk mendapatkan kembali fungsi suaranya.
Untuk menggunakannya, terdapat selotip biokompatibel dua sisi. Selotip ini dapat dengan mudah menempel di tenggorokan seseorang di dekat lokasi pita suara dan dapat digunakan kembali dengan menempelkan kembali selotip sesuai kebutuhan.
Bagaimana Cara Ilmuwan Membuat Perangkatnya?
Asisten profesor bioteknologi di UCLA Samueli School of Engineering, Jun Chen dan rekan-rekannya yang menciptakan sistem bioelektrik baru ini.
Melalui teknologi pembelajaran mesin, sistem dapat mampu mendeteksi gerakan pada otot laring seseorang dan mengubah sinyal ini menjadi ucapan yang dapat didengar dengan tingkat akurasi hampir 95%.
Perangkat inovatif dan ringkas ini terdiri dari dua elemen kunci, yaitu komponen pengindraan mandiri dan komponen aktuasi. Berikut penjelasannya sebagaimana dikutip dari laman resmi UCLA.
1. Komponen Pengindraan
Komponen ini bertenaga mandiri, mendeteksi dan mengubah sinyal yang dihasilkan oleh gerakan otot menjadi sinyal listrik dengan ketelitian tinggi dan dapat dianalisis.
Kemudian sinyal listrik ini kemudian diterjemahkan menjadi sinyal ucapan menggunakan algoritma pembelajaran mesin.
2. Komponen Aktuasi
Komponen ini mengubah sinyal ucapan tersebut menjadi ekspresi suara yang diinginkan.
Adapun kedua komponen tersebut masing-masing mengandung dua lapisan, yakni lapisan senyawa silikon biokompatibel polydimethylsiloxane, atau PDMS, dengan sifat elastis, dan lapisan induksi magnetik yang terbuat dari kumparan induksi tembaga.
Dengan memanfaatkan mekanisme penginderaan magnetoelastik lembut, perangkat ini mampu mendeteksi perubahan medan magnet ketika diubah akibat gaya mekanis.
Kumparan induksi serpentin yang tertanam di lapisan magnetoelastik membantu menghasilkan sinyal listrik dengan ketelitian tinggi untuk tujuan penginderaan.
"Perangkat baru ini menghadirkan opsi non-invasif yang dapat dipakai dan mampu membantu pasien berkomunikasi selama periode sebelum pengobatan dan selama masa pemulihan pasca perawatan untuk gangguan suara," ucap Chen, yang memimpin Wearable Bioelectronics Research Group di UCLA.
Hasil Percobaan Perangkat
Untuk mengukur keakuratan, para peneliti telah menguji teknologi terbaru ini pada delapan orang dewasa yang sehat.
Peneliti mengumpulkan data tentang pergerakan otot laring dan menggunakan algoritma pembelajaran mesin untuk menghubungkan sinyal yang dihasilkan dengan kata-kata tertentu. Mereka kemudian memilih sinyal suara keluaran yang sesuai melalui komponen aktuasi perangkat.
Tim peneliti mendemonstrasikan keakuratan sistem dengan meminta peserta mengucapkan lima kalimat - baik dengan suara keras maupun tanpa suara, termasuk "Hai, Rachel, apa kabarmu hari ini?" dan "Aku mencintaimu!"
Hasilnya, akurasi prediksi model secara keseluruhan adalah 94,68%, dengan sinyal suara peserta diperkuat oleh komponen aktuasi. Ini menunjukkan bahwa mekanisme penginderaan mengenali sinyal gerakan laring mereka dan mencocokkan kalimat yang ingin diucapkan peserta.
Ke depannya, tim peneliti berencana untuk terus memperluas kosa kata perangkat tersebut melalui pembelajaran mesin dan mengujinya pada orang dengan gangguan bicara.
(faz/faz)
