ผ้าพันคอไฮเทค สื่อสารได้ด้วย “คอ” ช่วยเหลือคนที่พูดไม่ได้

ภาวะการพูดผิดปกติหรือดิสอาร์เธรีย (Dysarthria) พูดไม่ชัด พูดติดขัด เป็นผลกระทบที่พบได้บ่อยกับโรคหลอดเลือดในสมอง ซึ่งเห็นได้ในผู้ป่วยกว่าครึ่ง ภาวะนี้เกิดจากความอ่อนแรงของกล้ามเนื้อใบหน้าและเส้นเสียง ทำให้ผู้ป่วยพูดไม่ชัด พูดไม่ต่อเนื่อง หรือไม่สามารถสื่อสารให้เป็นประโยคโดยสมบูรณ์ได้ แม้ว่าผู้ป่วยจำนวนมากจะฟื้นตัวได้ในระยะยาว แต่กระบวนการฟื้นฟูมักใช้เวลานาน และส่งผลต่อการใช้ชีวิตเป็นอย่างมาก

เพื่อแก้ปัญหาดังกล่าว นักวิจัยจากมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักรได้พัฒนา Revoice (รีวอยซ์) อุปกรณ์สวมใส่ AI ทางการแพทย์ ที่ช่วยให้ผู้ป่วยที่มีภาวะพูดไม่ชัดสามารถกลับมาสื่อสารได้อย่างเป็นธรรมชาติอีกครั้ง โดยไม่จำเป็นต้องผ่าตัด

Revoice คืออะไร ?

Revoice (รีวอยซ์) เป็นอุปกรณ์สวมใส่รอบคอ มีลักษณะคล้ายกับปลอกคอผ้านุ่ม ๆ สามารถปรับขนาดได้ ออกแบบมาเพื่อช่วยผู้ป่วยสโตรกที่มีภาวะการพูดผิดปกติ ซึ่งรู้ว่าต้องการพูดอะไร แต่ไม่สามารถเปล่งเสียงออกมาได้เนื่องจากสัญญาณระหว่างสมองและลำคอถูกรบกวนจากโรคหลอดเลือดสมอง ให้กลับมาพูดหรือสื่อสารได้อีกครั้ง

ตัวอุปกรณ์ผลิตจากผ้าที่ทนทาน ระบายอากาศได้ดี สามารถซักทำความสะอาดได้ เหมาะสำหรับการใช้งานในชีวิตประจำวัน ใช้พลังงานจากแบตเตอรี่ขนาด 1,800 เมกะวัตต์ชั่วโมง (mWh) ซึ่งรองรับการใช้งานได้ตลอดทั้งวันต่อการชาร์จหนึ่งครั้ง

ศาสตราจารย์ ลูอีจี อ็อกคิพินที (Luigi Occhipinti) หนึ่งในหัวหน้าทีมวิจัย อธิบายว่า Revoice (รีวอยซ์) มีเป้าหมายในการอ่านและสร้างสัญญาณการพูดที่สูญเสียไปขึ้นมาใหม่ เพื่อช่วยให้ผู้ป่วยกลับมาสื่อสารได้โดยไม่ต้องพึ่งอุปกรณ์ฝังสมอง ซึ่งไม่จำเป็นสำหรับผู้ป่วยส่วนใหญ่ที่ต้องการจะกลับมาสื่อสารได้ก่อนอาการจะหายดี

หัวใจสำคัญของ Revoice (รีวอยซ์) คือระบบ AI ที่ทำงานร่วมกัน 2 ตัว กับเซ็นเซอร์อ่อนไหวสูง (Textile Strain Sensors) ที่ใช้สำหรับตรวจจับการสั่นของกล้ามเนื้อคอ เมื่อผู้ป่วยพยายามขยับปากแต่ไม่มีเสียงออกมา

1. เมื่อเซนเซอร์ผ้าตรวจจับการสั่นได้ AI ตัวแรกจะทำหน้าที่ถอดรหัสคำพูดจากการสั่นของลำคอ และคาดเดาคำศัพท์ที่ผู้ใช้ต้องการจะสื่อสารออกมา 
   
   

2. ต่อมา AI ตัวที่สองจะทำการตรวจจับสภาวะอารมณ์ของผู้ป่วยผ่านชีพจรบริเวณคอ ทำให้ระบบสามารถสร้างประโยคที่ไม่เพียงแค่ถูกต้อง แต่ยังให้น้ำเสียงและอารมณ์ที่ใกล้เคียงเหมือนกับการพูดจริง ๆ ของมนุษย์ออกมา
   
   

3. เมื่อระบบประมวลผลสมบูรณ์แล้ว จะใช้โมเดลภาษาขนาดเล็กแบบฝังในตัว (embedded LLM) ช่วยเติมประโยคให้กลายเป็นประโยคสมบูรณ์ได้แบบเรียลไทม์ และเปล่งเสียงออกมาผ่านอุปกรณ์อย่างหูฟัง ลำโพง หรือสมาร์ตโฟนได้

ผลการทดลอง

อุปกรณ์ Revoice (รีวอยซ์) ได้รับการทดสอบกับผู้ป่วยโรคหลอดเลือดสมองจำนวน 5 ราย โดยโฟกัสไปที่ผู้ป่วยซึ่งมีอาการ Dysarthria เป็นหลัก ก่อนเริ่มทดสอบทางทีมจะให้ให้ผู้ป่วยสวมอุปกรณ์ Revoice รอบคอ ปรับตำแหน่งเซนเซอร์ให้สัมผัสกล้ามเนื้อคออย่างเหมาะสม จากนั้นจึงให้ผู้ป่วยลองขยับปากพูดคำง่าย ๆ เพื่อให้ AI ได้เรียนรู้และปรับตัวตามผู้ป่วยในแต่ละรายบุคคล เนื่องจากการเคลื่อนไหวคอของแต่ละคนไม่เหมือนกัน 

ในการทดสอบ ผู้ป่วยถูกขอให้ขยับปากพูดโดยไม่ต้องเปล่งเสียงตามสถานการณ์ที่ใกล้เคียงชีวิตจริง เช่น พูดคำหรือวลีสั้น ๆ พยายามสื่อสารความต้องการ ใช้ประโยคที่ไม่สมบูรณ์ตามสภาพจริงของผู้ป่วย นักวิจัยประเมินผล 3 ด้าน ประกอบไปด้วยความแม่นยำของคำ, ความแม่นยำของประโยค, และความพึงพอใจของผู้ใช้งาน

ผลการทดสอบพบว่าอัตราความผิดพลาดในการแปลงคำพูดนั้นอยู่ในระดับที่ต่ำมาก โดยมีความผิดพลาดเพียง 4.2% ในระดับคำ และ 2.9% ในระดับประโยค

ผู้เข้าร่วมทดสอบมีการระบุความพึงพอใจในการสื่อสารเพิ่มขึ้น 55% และสามารถสื่อสารได้ใกล้เคียงกับก่อนเป็นโรคหลอดเลือดในสมอง เช่น เมื่อผู้ป่วยขยับปากพูดคำว่า “We go hospital” จะกลายเป็น “Even though it’s getting late, I’m still feeling uncomfortable. Can we go to the hospital now ?” หรือก็คือตัวระบบจะแปลงเป็นประไโยคสมบูรณ์ที่มีความหมายและอารมณ์ครบถ้วนได้ในทันที

ทั้งนี้นอกจากผู้ป่วยสโตรกหรือโรคหลอดเลือดในสมองแล้ว ทีมวิจัยเชื่อว่า Revoice (รีวอยซ์) ยังสามารถนำไปใช้ช่วยผู้ป่วยโรคพาร์กินสัน และโรคทางระบบประสาทอื่น ๆ ซึ่งส่งผลต่อความสามารถในการพูดเช่นกัน

อย่างไรก็ตาม ก่อนที่จะวางจำหน่ายในเชิงพาณิชย์ Revoice (รีวอยซ์) ยังต้องผ่านการทดลองทางคลินิกในวงกว้างมากกว่าที่ทดสอบแค่ในปัจจุบัน และในอนาคตทีมวิจัยมีแผนที่จะพัฒนาให้สามารถรองรับได้หลายภาษา รวมถึงแสดงอารมณ์ที่หลากหลายได้มากยิ่งขึ้น

งานวิจัยชิ้นนี้ได้รับการอธิบายไว้ในบทความที่ตีพิมพ์ล่าสุดในวารสาร Nature Communications : Nature Communications

แหล่งที่มา : University of Cambridge