Искусственный интеллект
Искусственный интеллект уже давно используется в слуховых системах в виде автоматических слуховых настроек, которые могут адаптироваться под ситуацию и отрегулировать работу микрофона. Кроме того, в обработке сигнала слуховых систем используются глубокие нейронные сети, которые позволяют лучше распознать речь конкретного человека благодаря целенаправленному усилению звука. Можно предположить, что в будущем появится возможность индивидуальной целенаправленной фокусировки на голосе конкретного человека. В этом случае слуховая система на основании сигналов и данных электроэнцефалограммы распознает, кто из говорящих в данный момент представляет для слабослышащего наибольший интерес. Пользователь также сможет оценить качество звука в режиме реального времени, и эти сведения автоматически попадут в приложение, которое поможет оптимизировать индивидуальные настройки слуховой системы. Новый виток развития технологий — появление машинного обучения — высшей формы искусственного интеллекта. С его помощью может быть достигнута полноценная коррекция слуха.
Стоит также сказать о системе искусственного интеллекта для чтения по губам для более точной передачи на слуховой аппарат звуковых сигналов. Уже сейчас исследования Оксфордского университета совместно с Google DeepMind показали, что с помощью новой системы (программное обеспечение для чтения по губам) удалось правильно распознать 50% слов, тогда как специалист чтения по губам, работая с тем же текстовым материалом, распознал только 12% слов.
Искусственный интеллект уже хорошо работает с контекстом. Отдельные слова он еще не всегда может идентифицировать, расшифровывает только целые предложения. Без сомнения, в будущем эта система позаботиться и о лучшем слуховом восприятии в сложных акустических ситуациях. Она хорошо подошла бы также для использования автоматических субтитров при просмотре телепередач.
Искусственный интеллект против машинного обучения
Искусственный интеллект — свойство интеллектуальных систем выполнять творческие функции, которые традиционно являются прерогативой человека. Таким образом, машины, будучи запрограммированы человеком, принимают решения без его участия.
Машинное обучение — класс методов искусственного интеллекта, которые позволяют сгенерировать накопленные знания, опыт, примеры или учебные сведения; все собранные примеры и образцы после обучения обобщаются, и машина самостоятельно выбирает решение для той или иной задачи.
Больше чем хороший слух
Уже сейчас проводится немало разработок, в ходе которых инженеры пытаются связать слуховые системы с интернет-сервисами. Один из примеров — платформа IFTTT («если это, то это»). Это программная платформа, соединяющая слуховой аппарат с различными «интеллектуальными» бытовыми устройствами (система сигнализации, отопления и т. д.)
С ее помощью все «интеллектуальные» бытовые устройства в доме могут быть связаны со слуховой системой: от кофемашины, которая «сообщит», когда кофе будет готов, до двери гаража, которая будет открываться автоматически, как только машина пользователя приблизится к дому.
Кроме того, эта программа может создавать напоминания, например, о приеме медикаментов, или отправлять сообщение лечащему врачу, если это необходимо, о том, что нужно поменять батарею в слуховом аппарате.
Другие дополнительные функции предлагают актуальные разработки, которые недавно были представлены на международном конгрессе аудиологов. К таким разработкам можно отнести, например, новый слуховой аппарат от компании Starkey Livio Al. Этот аппарат с 2019 года будет доступен в Германии. В Livio Al нашла применение система искусственного интеллекта, которая, синхронизируясь со специальным приложением на смартфоне, в режиме реального времени переводит речь на различные языки (всего в систему встроено 27 языков). Пользователь слухового аппарата сразу же воспринимает переведенную речь. Ответ пользователя также автоматически переводится системой и высвечивается на дисплее смартфона. В ближайшем будущем смартфон будет не нужен, и функцию перевода напрямую самостоятельно будет осуществлять слуховая система.
Дополнительные функции, такие как автоматический перевод, личный ассистент, всевозможные беспроводные соединения или сбор сведений о состоянии здоровья, в будущем однозначно будут встроены в качестве стандартных программ во многие слуховые системы. Сегодня такими функциями обладает только новинка Starkey Livio Al.
Впервые в новую слуховую систему компании Starkey также были внедрены различные сенсоры, которые отслеживают работу мозга человека и его физическое здоровье. Для этого учитываются такие показатели, как ежедневное количество движений, количество пройденных ступеней, длительность ношения слухового аппарата и время пребывания в акустической среде. Эти сведения поставляются приложением Thrive для смартфона.
В будущем можно будет оценивать состояние мозговых потоков, давление, частоту биения сердца, насыщенность крови кислородом, текучесть крови — все эти показатели принимаются во внимание при настройке слухового аппарата, или в неотложной ситуации, например, в случае угрозы инфаркта или приступе эпилепсии, вся информация сразу же направляется врачу или в больницу.
Работа ведется и в направлении так называемого «дополненного слуха» (функция дополненной реальности для людей с нарушенным слухом). Слуховая система могла бы в этом случае снабжать пользователя дополнительной информацией, как, например, изменения номера пути, на который прибывает поезд. Такая важная информация может отображаться в специальных очках, а кроме того, через камеру в виде текста очки смогут показывать обращенную к человеку речь. В случае если беседа происходит на иностранном языке, текст отображается сразу в переводе.
Новая слуховая система, которая устанавливается прямо на барабанную перепонку.
Невидимость вполне реальна
Наряду с технической и акустической оптимизацией наблюдается и изменение внешнего вида самих приборов — слуховые аппараты становятся все более компактными и незаметными. В будущем появятся и приобретут распространение фактически невидимые, полностью вживленные в тело слуховые системы или имплантаты. Первые устройства такого рода уже существуют несколько лет, например, слуховые системы от компании Starkey. Оба слуховых аппарата вставляются очень глубоко в слуховой проход, прямо перед барабанной перепонкой. Пользователь может самостоятельно его установить и вытащить. Производитель слуховых имплантатов Cochlear совместно с Carina предлагает полностью вживляемый в среднее ухо имплантат, при наличии которого, в отличие от других имплантатов, нет необходимости в использовании каких-то внешних компонентов.
Другая новейшая разработка компании Vibrosonic — так называемая «акустическая линза». Она устанавливается непосредственно на барабанную перепонку, и ее работа базируется на пьезоэлектрическом микродинамике —Vibrosonic-Aktor. Согласно сведениям компании, это первый и единственный в своем роде динамик для слухового аппарата, который был разработан с использованием технологии МСТ (микросистемная техника), и, несмотря на крошечный размер, обладает высокой способностью усиления звука и выдающимся его качеством. В 2019–2020 гг. ожидается появление «акустической линзы» на рынке. Получить ее можно будет у врача-отоларинголога, потому что только он сможет ее установить.
Энергия повсюду
В области разработки слуховых аппаратов все больше приобретают популярность альтернативные способы получения энергии. Уже несколько лет в этой области ведутся различные исследования:
• получение энергии из тепла человеческого тела или разницы между температурой тела и окружающей среды;
• получение энергии из тела человека или движения мышц (пассивная энергия движения, например, движения лицевых мышц, дыхательная мускулатура, получение энергии в процессе ходьбы или работы сонной артерии, а также активная энергия, вырабатываемая из специальных движений);
• получение энергии из окружающей среды, к примеру, из сильных электромагнитных полей, к которым можно отнести сигнал Wi-Fi или шумы окружающей среды.
Такие разработки называются «Energie Harvesting» (сбор энергии).
То, что такое получение энергии работает во внутреннем ухе, показали опыты на животных, которые проводила команда ученых из США. Еще в 1952 году было известно о том, что во внутреннем ухе естественным путем формируется напряжение. Показатели его колеблются от 70 до 100 милливольт и с учетом разницы тепла человеческого тела и тепла окружающей среды достигают 200 милливольт, в то время как показатели стандартного слухового аппарата — 1400 милливольт.
Прогресс в области нанотехнологий и материаловедения в будущем приведет к снижению потребления электроэнергии в слуховых аппаратах и повысит эффективность выработки энергии. Следующим шагом для использования технологии «Energie Harvesting» в области слухопротезирования станет миниатюризация имплантируемых устройств.
Страх перед будущим
[caption id="attachment_4362" align="aligncenter" width="900"]
3D illustration of science fiction scene with three military robots searching ruins of futuristic dystopian city[/caption]Люди всегда скептически относились к новым открытиям и разработкам. Так, в 1890 году президент США Бенджамин Гаррисон (по его инициативе было проведено электричество в Белом доме) не решился выключить свет из-за страха смерти. Или, когда в 1813 году был запущен первый паровоз (он двигался по рельсам с комфортной скоростью в 8 км/ч), люди боялись, что из-за воздушного потока они заболеют воспалением легких или приобретут психическое расстройство от высокой скорости.
Также электрические станки, паровые судна и даже телефоны — все подвергалось большим сомнениям и критике. Теле- и кинофильмы, центром сюжета которых является захват Земли роботами, разжигают еще больший страх в людях. Успокаивает то, что до сих пор еще не существует настоящего искусственного интеллекта. Пока речь идет только о программируемых процессах, облегчающих жизнь, базирующихся на фантазии программистов. И все же на сегодняшний день уже существуют первые искусственные интеллекты, которые самостоятельно могут писать программное обеспечение для искусственного интеллекта…
Аня Фациус
Материал взят из журнала Hörakustik, №1 2019 г.