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她中风瘫痪失语20年,现在脑机接口+AI终于让她重新“开口说话”!

 1 year ago
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她中风瘫痪失语20年,现在脑机接口+AI终于让她重新“开口说话”!

9 天前

20年前,安·约翰逊(Ann Johnson)携手丈夫走入了婚姻的殿堂。
婚宴上,她将自己的演讲天赋表现得淋漓尽致,祝酒辞一连说了15分钟。她承认,自己霸占了麦克风。

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(当时的婚礼录像)
她当年是一名教师,兼任排球教练,能说会道对她来说至关重要,然而命运有时就是会专门夺走人们最珍视的东西。
仅仅两年后,30岁的她突患脑干中风。
在医护人员的努力下,她的命是救了回来,但引以为傲的演讲能力却永远离她而去了。
她一下子落入了时刻需要照顾的境地。

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(约翰逊的丈夫正在喂她吃饭)
因为手也动不了,她无法利用手语,多年以来便始终靠着一块破旧的亚克力板跟家人沟通。
板上贴着26个英文字母,丈夫顺着她的目光猜测她看的是哪个,就这么一个字母接一个字母地“对话”,效率可想而知。

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(破旧的亚克力板)
随着科技发展,她前些年添了新设备,说来原理也不复杂:
在眼镜上贴一张反光贴纸,
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(带有反光贴纸的眼镜)
她只需要坐在轮椅上晃动头部,摄像头就能追踪贴纸运动,算是一种由头部控制的“鼠标”。
这样就可以随意“点击”字母了。
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(追踪摄像头)
有了这套设备,她跟丈夫之间倒是不用猜了,准确了很多,但效率还是不高,沟通两三句就要5~7分钟。
这种情况,在今年也许就要彻底结束了。
加州大学的一个研究团队利用脑机接口和AI技术,为她量身打造了一个系统。
现在她只需要在脑子里想一下就能“说话”了,非常科幻。
只见屏幕里她的AI说:
“很高兴见到你。”
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丈夫回答:“我等下要去趟商店。”
她只是想了想,系统就检测到脑电波,AI代替她说:
“那你什么时候回家?”
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(首次用想法说话的约翰逊)
甚至不光是语言,表情也可以。
微笑:
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(用想法控制AI微笑)
惊讶:
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(用想法控制AI做惊讶表情)
简直《黑镜》啊!
这是20年来,约翰逊第一次有真正跟人对话的感觉,不禁展颜一笑。
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(大笑的约翰逊)
在跟记者介绍她之前的机器时,她也有兴致开玩笑了,微笑着打出:
“我都忘了这台机器有多慢了”。
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(微笑着开玩笑的约翰逊)
她的丈夫也很开心,接受采访时表示:
“这对我和她来说都是非常温暖和鼓舞人心的。当然,尤其是对她。又一次听到自己的声音,让她非常激动”。
当然,要实现这科幻的一幕,也不是没有代价的。
约翰逊去年接受了一场开颅手术,在大脑皮层植入了一套纸张薄厚,信用卡大小的电极系统。
共253个电极覆盖在她的语言、表情中枢上。
如果没有中风这回事,这些区域产生的电信号将控制她的舌头、嘴唇、喉咙、面目肌肉说话、做表情。
中风之后,这些功能都基本丧失了,但脑部本身的电信号还在,
于是科学家们可以利用电极读取这些信号,传输到电脑上,再由AI分析信号的意义。

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(护理人员正在清理脑机接口)
倒不必担心AI掌握“读心术”,因为科学家们并不是训练它理解单词,
而是让它找到“音素”,也就是“aw”、“oh”、“eh”这类构成单词的最基本单位,从而猜测单词。
用团队内专家帕蒂尔博士的话来说,就像打棒球一样,击球手不是“读了投手的心”,只不过是看着他的动作,凭经验预测了球的飞行轨迹。
全世界最好的击球手也不可能100%打到球,同样的,AI也不可能预测得100%准确。
据科学家们统计,AI大约能猜中76%的词汇,但这已经相当可用了。
到这一步就已经有文本了,最后就是让AI把文本读出来,这就比较司空见惯。
值得一提的是,他们还用约翰逊20年前的婚礼录像制作了她的AI音色,算是增添了一丝个人色彩。
利用这套系统,约翰逊每分钟能“说”78个单词。
普通人对话的语速大约是每分钟160个单词。
对比起来,78这个数字也许谈不上多快,但比起之前的亚克力板和“头部鼠标”,这速度已经像坐火箭了。

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(努力使用头部鼠标的约翰逊)
目前该团队的成果已经在《Nature》上发表了,前景相当光明,因为技术的发展速度实在太快了。
2021年7月,这套系统就曾帮助过一个叫潘乔(Pancho,化名)的男人。
潘乔多年前因车祸瘫痪,失去了大部分语言功能。
此时该团队的研究刚起步不久,在他脑中植入了128个电极,
经过一段时间的适应与训练,潘乔说话的速度达到了每分钟15~18个词,准确率接近75%。

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(潘乔的脑机接口)
这当然不能算快,所以潘乔跟记者通信时,还是要依赖一个头部鼠标系统……

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(使用头部鼠标的潘乔)
即便如此,潘乔也已经非常满意了。
他实验时常常按捺不住笑意,导致AI无法猜测出他的想法……

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(忍不住笑的潘乔)
谁知道短短两年的时间,电极数量就翻了番,说话速度翻了五倍,完全达到了日常可用的水准…….
或许再过几年,技术就能帮助他们完全恢复正常人的交流速度——这目标甚至都不算遥远了……
对于中风、渐冻症人士来说,这无疑是彻底改变生活的福音。
2018 年,约翰逊所在的萨斯喀彻温省发生了一起大型公交车事故,她得知幸存者患上PTSD,需要心理咨询,她决定在网上学一门咨询课。
当年她还没接触到这项技术,这个理想自然很难实现。如今有了新系统,希望近在眼前了:
“我希望成为一名心理咨询师,用这项技术跟我的客户交流。”
“当年失去一切时,我感到心痛不已,后来我告诉自己,再也不要陷入那种失望的境地。”
“如今,我感觉自己又有了使命。”

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(约翰逊与丈夫)
“科技改变生活”的最大意义,大概就是这样了吧……
希望约翰逊能实现心理咨询师的梦想,
也希望越来越进步的技术,能像这样实际帮助人类生活~


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