تبدیل سیگنال های مغز انسان به کلمات ممکن شد!

سیگنال های مغز انسان در تازه‌ترین تحقیقات دانشمندان، به کمک تکنولوژی شگفت‌انگیز هوش مصنوعی (AI)، به مکالمات قابل فهم تبدیل شده است. در بررسی این دستاورد بزرگ با گجت نیوز همراه باشید.

سیگنال های مغز انسان برای تبدیل شدن به کلمات، به اعضایی مانند زبان، حنجره و تارهای صوتی نیازمند هستند، اما در آزمایشی که در نوع خود برای اولین بار انجام شده،‌ دانشمندان موفق شدند که این سیگنال‌ها را به کلمات قابل فهم برای شنونده تبدیل کنند.

این دستاورد به کمک فناوری جنجالی هوش مصنوعی (AI) ممکن شده و در عین حال که ایده آن بیشتر به جزئیات داستان‌های علمی تخیلی شباهت دارد، به نظر می‌رسد که در سال‌های آینده دستگاه‌های ساخته شده به واسطه این کشف شگفت‌انگیز کمک بزرگی به افراد ناتوان خواهند کرد.

ترجمه سیگنال های مغز انسان

بر اساس تحقیقات قبلی، می‌دانیم که وقتی ما انسان‌ها صحبت می‌کنیم و یا مکالمه‌ای را در ذهن خود تصور می‌کنیم، الگوهای مشخصی در شبکه عصبی مغز ما شکل می‌گیرند. الگوریتم هوش مصنوعی توسعه‌یافته توسط محققان پژوهش اخیر هم از طریق تطابق دادن این الگوها با صداهایی که فرد می‌شوند، سیگنال های مغز را به مکالمات قابل ‌فهم تبدیل می‌کند.

نیما مسگرانی (Nima Mesgarani) از دانشگاه کلمبیا نیویورک که جزو تیم تحقیقاتی این پژوهش بوده، در این رابطه می‌گوید که توانایی صحبت کردن نقشی کلیدی در برقراری ارتباط بین انسان‌ها دارد و وقتی فردی در اثر حوادث مختلف و یا مشکلات مادرزادی این توانایی را از دست می‌دهد، روند‌ ارتباط‌گیری او دچار مشکل جدی می‌شود؛ در همین رابطه، تکنولوژی توسعه‌یافته به این افراد کمک می‌کند که با سیگنال های مغز خود با دیگران صحبت کنند و از طرف دیگر گفته شده که در صورت ادامه تحقیقات تیم دانشگاه کلمبیا، این امکان فراهم می‌شود که روزی افکار انسان‌ها هم به کلمات قابل فهم تبدیل شوند.

نیما مسگرانی

الگوریتم مورد استفاده تیم مسگرانی وکودر (vocoder) نام دارد که در توسعه دستیارهای مجازی معروفی مانند سیری (Siri) شرکت اپل و الکسا آمازون هم به کار گرفته شده است. این الگوریتم مخصوص تبدیل کلمات متن به مکالمات طبیعی و قابل فهمی است که به گوش شنونده عجیب نمی‌آیند.

در مورد سیری و یا الکسا، کمپانی‌های سازنده به جای برنامه‌ریزی تک‌تک کلمات استفاده شده توسط دستگاه‌ها که بر اساس متن‌های موجود بر روی اینترنت هستند، با استفاده از وکودر تصور گفت و گو را برای کاربر به وجود می‌آورند. البته اپل و آمازون الگوریتم مورد نظر را بر طبق مکالمات بین انسان‌ها تمرین داده‌اند، اما تیم دانشگاه کلمبیا به کمک فعالیت‌های عصبی و سیگنال های مغز بیمارانی که تحت عمل جراحی مغز قرار گرفته بودند، داده‌های اولیه وکودر را فراهم کردند.

برای این کار کلماتی که در هنگام عمل جراحی برای تحریک سیستم عصبی بیماران بخش می‌شدند، به همراه پاسخ مغز افراد ضبط شده و با استفاده از هوش مصنوعی، سیگنال‌های مورد نظر مجددا به کلمات ترجمه شدند. این تحقیقات نشان داد که کلمات به دست آمده از تجزیه و تحلیل AI شباهت زیادی به کلمات واقعی و اولیه دارند.

مسگرانی در این رابطه اظهار کرده که به نسبت تلاش‌های قبلی دانشمندان برای ترجمه سیگنال های مغزی، تحقیق او و تیمش پیشرفت‌های چشم‌گیری داشته و کلمات ساخته‌شده توسط الگوریتم برای چیزی در حدود 75 درصد شنودگان معمولی قابل فهم هستند. البته وکودر هنوز امکان تبدیل مستقیم افکار به کلمات را ندارد، اما مسگری امیدوار است که در مراحل بعدی پژوهش‌ها فناوری مورد نظر به چنین سطحی برسد.

اینطور که به نظر می‌رسد، این تکنولوژی اولین قدم‌ها برای رسیدن به آینده‌ای است که دیگر نیازی به نوشتن ایمیل و یا به‌کارگیری اعضای بدن برای استفاده از وسایل مختلف نباشد و تنها با فکر کردن به متن و موضوعات مختلف، کلمات خود به خود بر روی صفحه ظاهر شوند.

البته هنوز راه زیادی تا عملی شدن این رویا باقی مانده و در حال حاضر برای ترجمه سیگنال های مغز یک شخص مقدار بسیار زیادی داده‌های عصبی از سیستم عصبی او مورد نیاز است. با این وجود در آینده نه چندان دور افرادی که به دلیل سکته مغزی توانایی تکلم را از دست داده‌اند و یا همانند دانشمند فقید، استیون هاوکینگ، با بیماری ALS دست و پنجه نرم می‌کنند، می‌توانند از دستاوردهای تیم مسگرانی برای صحبت کردن استفاده کنند.

مقاله مربوط به این پژوهش در ژورنال “Scientific Reports” به چاپ رسیده است.