南カリフォルニア大学教授の技術で自閉症診断が改善

彼の研究のおかげで、医療専門家は自閉症、うつ病、その他の症状をより適切に診断し、監視できるようになりました。

デジタル アシスタントを使用している人は誰でも、音声から人間の感情を理解し解釈するというナラヤナン氏の研究から恩恵を受けています。アシスタントはより直感的になり、ユーザーのコマンドをよりよく理解し、応答できるようになりました。

また、単語の発音方法に関するフィードバックを提供する彼が開発したツールのおかげで、新しい言語を学ぶのも簡単になりました。

ナラヤナンは、ロサンゼルスにある南カリフォルニア大学の電気工学、コンピューター サイエンス、言語学、心理学、小児科、耳鼻咽喉科の教授です。彼は USC の信号解析および解釈研究所の所長でもあり、大学内で他のいくつかの学術的役職にも就いています。彼はロサンゼルスにある Google DeepMind の客員研究員です。

ナラヤナン氏は、包括的な人間中心エンジニアリングのための音声コミュニケーション科学技術への貢献が評価され、2025 IEEE ジェームス L. フラナガン音声処理賞を受賞しました。この賞は三菱電機研究所が主催しています。

受賞について「とても感動し、光栄です」と語る。 「私はベル研究所でキャリアをスタートさせましたが、ジェームズ・フラナガンはそこでの音声と音声の伝説的な研究者でした。この賞を受賞した多くの人々は、この分野における私のヒーローであり、私が尊敬する人たちです。彼らの仕事は私に深いインスピレーションを与えてくれました。」

人体の機能に幼い頃から興味を持っていた

インドのチェンナイで育ったナラヤナンさんは、体の仕組みに興味を持ち、医師になりたいと考えていました。彼は 17 歳で医学部に入学を申請し、合格しましたが、教室に足を踏み入れる前にキャリアプランが変わりました。

ナラヤナンの父親は化学者、叔父は電気技師でした。何度か話し合った後、エンジニアだった叔父の「支持的な抗議」にもかかわらず、家族は彼にエンジニアリングへの転向を説得した、と彼は言う。

「当時、電気工学は科学の最も基礎的な分野としてもてはやされていました」と彼は言います。 「それについてはあまり知りませんでしたが、信号処理システムがどのように機能するかを突き合わせて、人体の機能を概念化できることがすぐにわかりました。そのため、私は最初から人間中心のエンジニアになりました。私はエンジニアリングの観点から人々を観察します。」

彼は 1988 年にグインディ工科大学 (現在はチェンナイのアンナ大学の一部) で EE の学士号を取得しました。ナラヤナンは、1990 年と 1995 年にカリフォルニア大学ロサンゼルス校で EE の修士号と博士号を取得しました。

彼は 1995 年にニュージャージー州マレーヒルの AT&T ベル研究所 (現在のノキア ベル研究所) で研究者としてのキャリアをスタートしました。音声および言語処理テクノロジに取り組んでいたとき、開発されているアプリケーションが健康な成人のみを対象としていることに気づきました。他の研究者は子供向けのものに焦点を当てることにしました。

「私たちが子供向けのテクノロジーに取り組み始めたとき、彼らの話し言葉や言語がどのように変化するかというダイナミックな軌跡のために、すぐに根本的な課題を発見しました」と彼は説明します。 「子どもたちは成長するにつれて、身体的、生理学的に発達するだけでなく、社会的にも発達します。」

研究者らはまず、変化を客観的かつ定量的に研究するために、音声科学に基づいた基盤を構築する必要があった、と彼は言う。

「音声と言語は、脳や神経系、運動系で起こるさまざまなプロセスの複雑な調整によって生じます」と彼は言います。

「私の最大の喜びは、教師やアドバイザーであること以上に、研究室で学生たちと一緒に働き、彼らから学ぶことです。毎日新しいことを学べるのは素晴らしいことです。」

このプロセスを体系的に研究するために、研究者らはセンサーと画像を使用して会話と言語スキルの変化を測定しました。研究者らは信号の形でデータを収集した後、信号処理技術を適用して意味のある情報を抽出しました。

ナラヤナン氏は、彼らの方法は、自閉症スペクトラム障害、言語遅延、および同様の障害などの発達障害を持つ子供たちにも使用できると結論付けました。

彼らは、社会的状況における音声と言語を分析および解釈する行動信号処理 (BSP) テクノロジーを発明しました。ナラヤナン氏は、この技術は社会的交流が難しい自閉症の子供たちにとって役立つと語る。研究者らはまた、自閉症の子供の発話や表情から感情的な手がかりを検出して解釈するための計算モデルも開発した。

彼らが作成した別のツールは、予定年齢に達しても言語能力が発達していない子供のコミュニケーション能力の進歩を監視します。

音声から人間の感情を理解して解釈するという研究者の初期の研究は、Alexa や Siri などの仮想アシスタントで使用される機能をより自然に聞こえ、ユーザーの感情を認識するように促しました。 BSP テクノロジーは、デバイスがユーザーが何を言ったかだけでなく、どのように言ったかを認識するのに役立ちます。

音響モデリング、言語モデリング、およびコンテキスト情報の統合における研究者の取り組みにより、デジタル アシスタントが音声をより正確に識別できるようになりました。

メンタルヘルスを改善するテクノロジー

ナラヤナン氏は 2000 年にベル研究所を辞め、南カリフォルニア大学の教員になりました。彼は常に学生を指導し、さまざまな分野の人々と協力したいと考えていたため、大好きなカリフォルニアで教職のオファーを受けたとき、それに挑戦してみることにしたと彼は言います。

「私の最大の喜びは、教師やアドバイザーであること以上に、研究室で学生たちと一緒に働き、彼らから学ぶことです」と彼は言います。 「毎日新しいことを学べるのは素晴らしいことです。」

USC でのほぼ 25 年間を通じて、Narayanan は医療向けの音声および言語処理アプリケーションの開発を続けてきました。彼は BSP などのテクノロジーを使用して、メンタルヘルスをより深く理解するための方法を作成しています。

「メンタルヘルスの研究をサポートするエンジニアリング ツールの導入は、大きな分野となっています」と彼は言います。 「私はその分野にとても熱心に取り組んでいます。」

精神的健康状態の診断と治療には、多くの場合、音声や言語を使用して患者と対話することが含まれます。たとえば、心理療法では、メンタルヘルスの専門家が患者と対話して、問題となる考え、感情、行動を特定し、それらに対処するのを手助けします。

ナラヤナン氏によると、心理療法の研究や臨床では、パフォーマンスと有効性のデータを収集して評価するために手動の方法が使用される傾向がありますが、それは拡張性がなく、不正確さにつながる可能性があります。答えは実際には患者の気持ちを反映していない可能性がある、と彼は言う。

ナラヤナン氏と彼の同僚は、治療の質と結果を特徴付けるために、音声と言語ベースのバイオマーカーを通じてデータを収集する方法を発明しました。彼らはまた、うつ病や不安症の兆候について人の発話パターンを検出および監視するための客観的な尺度を設計しました。

彼は現在、米国国防高等研究計画局と協力して、自殺念慮を持つ人々のバイオマーカーを特定している。

ナラヤナン氏は 19 件の米国特許を取得しており、彼の技術を商業化するためにいくつかのスタートアップの設立を支援してきました。

USC の壮大な研究計画を監督する

2月に彼は学際的な経歴を活かした新たな役職に就いた。USCは彼を、新たに創設された役職である学長イニシアチブ担当の副学長に任命した。彼は、コンピューティング、健康、持続可能性（大学がそう呼ぶもの）における大学の研究イニシアチブの範囲を調整し、拡大しています。 ムーンショット。注目すべきことに、同大学はコンピューティングのフロンティア構想に 10 億米ドル以上を投資しています。

「大学とその学長は、健康の未来、コンピューティングの未来、地球の持続可能性などの壮大な問題について考えるという大きな戦略的ビジョンを持っています」とナラヤナン氏は言う。 「彼らは分野を超えて活動する研究者や学者を求めていました。彼らは私に人々とアイデアを結び付けて、世界に影響を与えるこれらの大きな取り組みを立ち上げてほしいと考えています。」

同大学のキャロル・フォルト学長は任命に関する発表の中で、「私たちの月面撮影に含まれる進化する分野では、驚くべき速度で進歩が起こっている」と述べた。 「この役割は、USC が発見と革新の最前線に立ち続けることができるように、ムーンショットを実装するだけでなく、継続的に拡張し、拡大し、織り交ぜることに重点を置くために創設されました。ナラヤナン教授はこの役割に最適です。」

IEEE: 大家族

学部教授の 1 人の勧めで、ナラヤナンは 4 年生のときに IEEE に参加しました。

「IEEE は学び、共有し、常に成長するための拠点であることに気づきました」とナラヤナン氏は言います。 「IEEE がそれを提供してくれます。これは、あなたの仕事をあなたの分野、そして社会と人類というより広い文脈の中で位置づけるためのプラットフォームです。そしてもちろん、一生の友人がたくさんでき、ボランティアとして恩返しすることになります。」

そして彼が持っているものを返してください。彼は IEEE コンピュータ協会と IEEE 信号処理協会の会員であり、IEEE 信号処理協会の初代教育担当副会長でした。

彼は両方の学会の出版物の編集委員を務めており、雑誌や取引の編集長を務めてきました。また、学会の会議やワークショップの組織化においても指導的役割を果たしました。

どちらの社会も彼の功績を認めています。彼は今年、IEEE Computer Society McCluskey Technical Achievement Award を受賞し、昨年は IEEE Signal Processing Society Shannon-Nyquist Technical Achievement Award を受賞しました。

ボランティア活動は彼の生活の一部となっており、長年にわたって生徒たちにボランティア活動への参加を奨励してきたと彼は言う。

「彼らの多くは現在世界中で教授となっており、学生たちに参加するよう勧めています」と彼は言います。 「IEEE は大きな家族のようなものです。」