عینک مجهز به هوش مصنوعی گفتار بی‌صدا را تشخیص می‌دهد

عینک مجهز به هوش مصنوعی

Glasses equipped with artificial intelligence

عینک مجهز به هوش مصنوعی گفتار بی‌صدا را تشخیص می‌دهد

محققان دانشگاه کرنل فناوری نوآورانه‌ای به نام EchoSpeech توسعه داده‌اند: عینکی مجهز به هوش مصنوعی که با استفاده از حسگرهای آکوستیک و الگوریتم‌های یادگیری عمیق، گفتار بی‌صدا را از طریق حرکات لب و دهان تشخیص می‌دهد. این فناوری قادر است تا 31 فرمان بی‌صدا را با دقت 95 درصد در زمان واقعی شناسایی کند، بدون نیاز به دوربین‌های ویدیویی که نگرانی‌های حریم خصوصی ایجاد می‌کنند. این مقاله به معرفی این فناوری، کاربردها، مزایا، چالش‌ها و آینده آن می‌پردازد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد فناوری‌های نوین، مقاله هوش مصنوعی چیست؟ را مطالعه کنید.

EchoSpeech عینکی هوشمند است که از حسگرهای آکوستیک (میکروفون‌ها و بلندگوهای کوچک) برای تشخیص حرکات لب و دهان استفاده می‌کند. این عینک با ارسال و دریافت امواج صوتی، پروفایل‌های آکوستیک حرکات دهان را ثبت کرده و با کمک الگوریتم‌های یادگیری عمیق، این داده‌ها را به گفتار تبدیل می‌کند. این فناوری که توسط چنگ ژانگ، استادیار علوم اطلاعات و مدیر آزمایشگاه رابط‌های کامپیوتری هوشمند کرنل، رهبری شده، در کنفرانس ماشین‌های محاسباتی انجمن عوامل انسانی (CHI) در هامبورگ، آلمان، ارائه شد.

برخلاف فناوری‌های سنتی تشخیص گفتار که به دوربین‌های ویدیویی وابسته‌اند، EchoSpeech نیازی به دوربین ندارد، که این امر آن را به گزینه‌ای کم‌مصرف، کوچک و حساس به حریم خصوصی تبدیل می‌کند. این عینک با اتصال به تلفن هوشمند از طریق بلوتوث، داده‌ها را به‌صورت محلی پردازش می‌کند و نیازی به آپلود اطلاعات در فضای ابری ندارد.

برای یادگیری در مورد فناوری‌های مشابه، مقاله رباتیک پیشرفته را بخوانید.

این فناوری کاربردهای گسترده‌ای دارد، به‌ویژه برای افرادی که توانایی صوتی ندارند یا در موقعیت‌هایی که گفتار نامناسب است. در زیر به چند کاربرد کلیدی اشاره شده است:

1. کمک به افراد کم‌توان صوتی

EchoSpeech می‌تواند به بیماران مبتلا به اختلالات صوتی، مانند افرادی که به دلیل بیماری یا جراحی تارهای صوتی خود را از دست داده‌اند، کمک کند تا دوباره ارتباط برقرار کنند. این فناوری به‌عنوان ورودی برای ترکیب‌کننده‌های صوتی عمل می‌کند و صدای طبیعی‌تری تولید می‌کند.

2. ارتباط در محیط‌های خاص

این عینک برای استفاده در مکان‌هایی که گفتار بلند نامناسب است، مانند کتابخانه‌ها، رستوران‌های شلوغ یا جلسات کاری، ایده‌آل است. کاربران می‌توانند از طریق تلفن هوشمند با دیگران ارتباط برقرار کنند، بدون نیاز به صحبت کردن.

3. کاربرد در طراحی و فناوری

EchoSpeech با جفت شدن با قلم‌های هوشمند، می‌تواند در نرم‌افزارهای طراحی مانند CAD استفاده شود. کاربران می‌توانند دستورات را بدون نیاز به صفحه‌کلید یا ماوس وارد کنند، که این امر سرعت و کارایی را افزایش می‌دهد.

4. پشتیبانی از دستیارهای مجازی

این فناوری می‌تواند با دستیارهای صوتی مانند ChatGPT ادغام شود تا دستورات بی‌صدا را دریافت کرده و پاسخ‌های صوتی تولید کند.

برای یادگیری در مورد ابزارهای هوش مصنوعی، دوره هوش مصنوعی را بررسی کنید.

چگونه کار می‌کند؟

عینک EchoSpeech مجهز به دو میکروفون و دو بلندگوی کوچک‌تر از پاک‌کن مداد است که امواج صوتی را ارسال و دریافت می‌کنند. این امواج، پروفایل‌های آکوستیک حرکات لب و دهان را ثبت می‌کنند. سپس، الگوریتم یادگیری عمیق این داده‌ها را در زمان واقعی با دقت 95 درصد تحلیل کرده و به دستورات یا گفتار تبدیل می‌کند. ویژگی‌های کلیدی این سیستم عبارت‌اند از:

• حساسیت به حریم خصوصی: عدم استفاده از دوربین و پردازش داده‌ها به‌صورت محلی در تلفن هوشمند.
• کم‌مصرف بودن: نیاز به پهنای باند کم و انتقال داده‌ها از طریق بلوتوث.
• اندازه کوچک: طراحی سبک و مناسب برای استفاده روزمره.

چنگ ژانگ، رهبر این پروژه، می‌گوید: «ما از عملکرد و حریم خصوصی این سیستم هیجان‌زده هستیم. این فناوری کوچک، کم‌مصرف و حساس به حریم خصوصی است، که همگی ویژگی‌های کلیدی برای فناوری‌های پوشیدنی هستند.»

برای اطلاعات بیشتر در مورد فناوری‌های پوشیدنی، مقاله عینک‌های هوشمند متا را بخوانید.

مزایای EchoSpeech

این فناوری مزایای متعددی دارد که آن را از سایر سیستم‌های تشخیص گفتار متمایز می‌کند:

1. حریم خصوصی بالا: بدون نیاز به دوربین، نگرانی‌های مربوط به ضبط ویدیو حذف شده و داده‌ها به‌صورت محلی پردازش می‌شوند.
2. دقت بالا: دقت 95 درصدی در تشخیص 31 فرمان بی‌صدا.
3. کاربرد گسترده: مناسب برای افراد کم‌توان صوتی، محیط‌های خاص و طراحی صنعتی.
4. طراحی کم‌حجم: سبک و قابل‌حمل برای استفاده روزمره.
5. مصرف انرژی کم: انتقال داده‌ها از طریق بلوتوث و پردازش محلی.

فرانسوا گیمبرتیه، استاد علوم اطلاعات، می‌گوید: «داده‌های صوتی بسیار کوچک‌تر از داده‌های ویدیویی هستند و نیاز به پهنای باند کمتری دارند. این فناوری اطلاعات حساس را تحت کنترل کاربر نگه می‌دارد.»

چالش‌ها و محدودیت‌ها

با وجود نوآوری‌های چشمگیر، EchoSpeech با چالش‌هایی مواجه است:

• تعداد دستورات محدود: در حال حاضر تنها 31 فرمان را تشخیص می‌دهد، که برای کاربردهای پیچیده‌تر ممکن است کافی نباشد.
• نیاز به توسعه بیشتر: برای استفاده گسترده‌تر، مانند تولید گفتار کامل، نیاز به بهبود الگوریتم‌ها دارد.
• وابستگی به فناوری: کاربران باید به دستگاه‌های متصل مانند تلفن هوشمند دسترسی داشته باشند.
• هزینه تولید: تجاری‌سازی این فناوری ممکن است هزینه‌بر باشد.

برای اطلاعات بیشتر در مورد چالش‌های فناوری، مقاله هوش مصنوعی و حریم خصوصی را مطالعه کنید.

آینده عینک‌های تشخیص گفتار بی‌صدا

با توسعه بیشتر، EchoSpeech می‌تواند کاربردهای گسترده‌تری پیدا کند:

• پزشکی: کمک به بیماران با اختلالات صوتی برای بازگرداندن توانایی ارتباط.
• صنعت: ادغام با نرم‌افزارهای طراحی و تولید.
• زندگی روزمره: بهبود تعاملات در محیط‌های شلوغ یا حساس.
• ادغام با فناوری‌های دیگر: مانند هوش مصنوعی مولد برای تولید گفتار طبیعی‌تر.

محققان کرنل در حال کار بر روی گسترش تعداد دستورات قابل‌تشخیص و بهبود دقت در شرایط مختلف هستند. این فناوری می‌تواند به‌عنوان یک ابزار کلیدی در حوزه رباتیک و فناوری‌های پوشیدنی مطرح شود.

فناوری‌های مشابه

EchoSpeech تنها فناوری تشخیص گفتار بی‌صدا نیست. فناوری‌های دیگری مانند دستگاه‌های بیوالکتریک UCLA که حرکات ماهیچه‌های حنجره را تشخیص می‌دهند (منبع) نیز وجود دارند. با این حال، EchoSpeech با حذف نیاز به دوربین و تمرکز بر حریم خصوصی، مزیت رقابتی دارد.

برای یادگیری در مورد فناوری‌های تشخیص گفتار، مقاله تشخیص گفتار با هوش مصنوعی را بخوانید.

مسیر توسعه و یادگیری فناوری‌های مشابه

برای توسعه فناوری‌های مشابه EchoSpeech، مهارت‌های زیر ضروری است:

• برنامه‌نویسی: تسلط بر پایتون برای توسعه الگوریتم‌های یادگیری عمیق.
• یادگیری ماشین: دانش در مورد شبکه‌های عصبی و یادگیری عمیق.
• پردازش سیگنال: تحلیل داده‌های صوتی و آکوستیک.
• دیتاساینس: برای تحلیل داده‌های حسگرها (دوره دیتاساینس).

برای شروع، دوره پایتون یا پروژه‌های عملی مانند ایده‌های پروژه پایتون را بررسی کنید.

سوالات پرتکرار درباره عینک EchoSpeech

1. عینک EchoSpeech چیست؟

EchoSpeech عینکی مجهز به هوش مصنوعی است که با حسگرهای آکوستیک، گفتار بی‌صدا را از طریق حرکات لب و دهان تشخیص می‌دهد.

2. این فناوری چه کاربردهایی دارد؟

کمک به افراد کم‌توان صوتی، ارتباط در محیط‌های شلوغ یا حساس، و استفاده در طراحی صنعتی مانند CAD.

3. دقت EchoSpeech چقدر است؟

این فناوری با دقت 95 درصد تا 31 فرمان بی‌صدا را در زمان واقعی تشخیص می‌دهد.

4. چرا EchoSpeech به حریم خصوصی کمک می‌کند؟

عدم استفاده از دوربین و پردازش محلی داده‌ها در تلفن هوشمند، نگرانی‌های حریم خصوصی را کاهش می‌دهد.

5. تفاوت EchoSpeech با فناوری‌های تشخیص گفتار دیگر چیست؟

برخلاف فناوری‌های مبتنی بر دوربین، EchoSpeech از حسگرهای آکوستیک استفاده می‌کند و نیازی به ضبط ویدیویی ندارد.

6. چگونه می‌توانم در توسعه این فناوری مشارکت کنم؟

یادگیری پایتون، یادگیری ماشین و پردازش سیگنال ضروری است.

7. آینده EchoSpeech چیست؟

با توسعه بیشتر، این فناوری می‌تواند گفتار کامل را تشخیص دهد و در پزشکی، صنعت و زندگی روزمره کاربرد گسترده‌تری پیدا کند.

8. آیا این فناوری تجاری‌سازی شده است؟

EchoSpeech هنوز در مرحله تحقیقاتی است، اما پتانسیل تجاری‌سازی در آینده را دارد.

9. آیا EchoSpeech برای همه مناسب است؟

این فناوری به‌ویژه برای افراد کم‌توان صوتی یا کسانی که در محیط‌های خاص نیاز به ارتباط بی‌صدا دارند، مناسب است.

10. چگونه می‌توانم درباره فناوری‌های مشابه اطلاعات کسب کنم؟

مقالات هوش مصنوعی چیست؟ و تشخیص گفتار با هوش مصنوعی را بخوانید.

نتیجه‌گیری

عینک EchoSpeech دانشگاه کرنل یک نوآوری پیشگام در تشخیص گفتار بی‌صدا است که با استفاده از حسگرهای آکوستیک و هوش مصنوعی، امکان ارتباط بدون صدا را فراهم می‌کند. این فناوری با دقت بالا، طراحی کم‌حجم و توجه به حریم خصوصی، پتانسیل تغییر زندگی افراد کم‌توان صوتی و بهبود تعاملات در محیط‌های مختلف را دارد. برای یادگیری بیشتر در مورد فناوری‌های هوش مصنوعی، دوره هوش مصنوعی یا دوره پایتون را بررسی کنید.

منابع خارجی:

• Cornell University - EchoSpeech
• MIT Technology Review - AI Wearables
• Digiato - Silent Speech Technology