研究者らは、侵襲的な脳インプラントを必要とせずに、脳卒中後に人々が自然かつ流暢なコミュニケーション能力を取り戻すのに役立つ、ウェアラブルで快適で洗えるデバイス「Revoice」を開発した。
ケンブリッジ大学の研究者が開発を主導したこのデバイスは、超高感度センサーと人工知能を組み合わせて音声信号と感情的合図を解読し、脳卒中後の言語障害を持つ人々が自然にコミュニケーションできるようにする。
Revoice デバイスは、柔らかく柔軟なチョーカーとして着用され、着用者の心拍数と喉の筋肉からの小さな振動を捕捉し、それらの信号を使用して意図された単語や文章をリアルタイムで再構築します。
デバイスからの信号は 2 つの AI エージェントによって処理されます。1 つは黙って口で話した音声の断片から単語を再構築し、もう 1 つは感情状態や時間帯や気象条件などの文脈情報を解釈して、短いフレーズを完全で表現力豊かな文章に拡張します。
脳卒中後の言語障害の一般的なタイプである構音障害の患者 5 人を対象とした小規模な試験では、このデバイスは単語誤り率 4.2%、文章誤り率わずか 2.9% を達成しました。多くの場合、ゆっくりとした文字ごとの入力、視線追跡、または脳へのインプラントを必要とする既存の音声補助テクノロジーとは異なり、Revoice デバイスはシームレスなリアルタイム コミュニケーションを提供し、口でほんの数単語を完全な流暢な文章に変換します。
ジャーナルで報告された彼らの結果 ネイチャーコミュニケーションズ脳卒中のリハビリテーションに影響を与えるだけでなく、パーキンソン病や運動ニューロン疾患などの疾患を持つ人々のサポートにも役立つ可能性があります。研究者らは現在、ケンブリッジで英語を母国語とする構音障害患者を対象にシステムの実現可能性を評価する臨床研究を計画しており、今年開始したいと考えている。
約半数の人が、脳卒中後に構音障害、または失語症と組み合わされた構音障害を発症します。構音障害は、顔、口、声帯の筋肉の衰弱を引き起こす身体的症状です。さまざまな方法で人々に影響を及ぼしますが、多くの場合、はっきりと話すことができなくなったり、ろれつが回らなかったり、ゆっくり話したり、完全な文ではなく短く支離滅裂に話したりすることがあります。
研究を主導したケンブリッジ大学工学部のルイージ・オッキピンティ教授は、「脳卒中後に構音障害を患った人は、非常にイライラすることがある。言いたいことは正確に分かっているのに、それを言うのが物理的に難しいからだ。脳と喉の間の信号が脳卒中によって混乱しているためだ」と述べた。 「そのフラストレーションは患者だけでなく、その介護者や家族にとっても深刻なものになる可能性があります。」
構音障害のある脳卒中患者のほとんどは言語療法士と協力してコミュニケーション能力を回復します。主に、患者が言葉やフレーズを言語療法士に繰り返す反復単語ドリルを通じて行われます。一般的な回復時間は、数か月から 1 年以上までさまざまです。
患者は通常、ある程度の練習をすれば反復訓練を実行できるようになりますが、自由回答の質問や日常会話に苦労することがよくあります。そして、多くの患者は最終的にはほとんどまたはすべての言語を回復するので、侵襲的な脳インプラントの必要はありませんが、より直観的で持ち運び可能な音声ソリューションに対する強いニーズがあります。」
ケンブリッジ大学工学部ルイジ・オッキピンティ教授
Occhipinti と彼の同僚は、そのようなソリューションとして Revoice デバイスを開発しました。デバイス内のセンサーは喉からの微妙な振動を捉えて音声信号を検出し、パルス信号から感情状態を解読します。これは単純化されていますが効果的なプロキシです。また、このデバイスは、埋め込まれた軽量大規模言語モデル (LLM) を使用して完全な文を予測するため、最小限の電力のみを使用します。
研究者らは中国の同僚と協力して、構音障害のある脳卒中患者5人と健康な対照者10人を対象に小規模な試験を実施した。研究では、参加者はデバイスを装着し、短いフレーズを口に出しました。 2 回うなずくことで、埋め込まれた LLM を使用してこれらのフレーズを文に展開することを選択できます。
ある例では、「病院に行きます」が「少し遅くなりましたが、まだ気持ちが悪いです。今から病院に行ってもいいですか？」になった例もあります。 Revoice デバイスのセンサーは、着用者が心拍数の上昇によりイライラを感じており、夜も遅くなっていると推測しました。 LLM はこのデータを使用して、3 つの口語を完全な文に拡張することができました。
この研究の参加者は満足度が 55% 向上したと報告しており、このデバイスが脳卒中患者のコミュニケーション能力の回復を助ける有望な開発である可能性があることを示しています。この装置が広く普及するには大規模な臨床試験が必要だが、研究者らは、この装置の将来のバージョンには、多言語機能、より広範囲の感情状態、日常使用のための完全に自己完結型の操作機能が含まれることを期待している。
「これは人々に独立性を取り戻すことだ」とオッキピンティ氏は語った。 「コミュニケーションは尊厳と回復の基礎です。」
この研究は、ブリティッシュ・カウンシル、ハレオン、および英国研究イノベーション（UKRI）の一部である工学および物理科学研究評議会（EPSRC）の一部によって支援されました。
ソース：
参考雑誌:
1768823736
#ウェアラブルデバイスにより構音障害のある脳卒中患者の自然な発話が可能になる
2026-01-19 11:01:00