شريحة ذكية تعيد "الكلام" لمرضى الأحبال الصوتية

ألم الأحبال الصوتية الذي أصاب أحد أساتذة الهندسة، دفعه ليفكر في اختراع ربما سيكون بمثابة ثورة في عالم الطب، معتمدًا في ذلك على تقنيات الذكاء الاصطناعي.

بديل الأحبال الصوتية

جون تشين، أستاذ الهندسة الحيوية بجامعة كاليفورنيا في ولاية لوس أنجلوس، خلال إلقائه محاضرة، شعر بألم في أحباله الصوتية، حالت دون قدرته على استكمال المحاضرة، وكانت أحباله الصوتية قد تأذت بسبب حديثه لساعات طويلة في وقت سابق.

وحينها، فكّر تشين في حل لتلك المعضلة، لكن كانت كل الحلول التي يتوصل إليها تنتهي بإجراءات جراحية، لذا فإنه وبرفقة عدد من باحثي جامعة كاليفورنيا، عكفوا على اختراع شريحة تعمل بالطاقة الذاتية، وبوسعها ترجمة حركات العضلات إلى إشارات صوتية، باستخدام تقنية التعلم الآلي، دون الحاجة لاستخدام الأحبال الصوتية، وهو الأمر الذي أحدث ضجة كبيرة في الأوساط العلمية.

أستاذ الهندسة الحيوية اخترع جهازًا صغيرًا يضاهي الإجراءات الجراحية، وبعد ذلك عرض الفكرة على زملائه في الجامعة، الذين تحمسوا للفكرة بدورهم، وبعد كثير من المباحثات والدراسات، توصلوا إلى اختراع شريحة أو رقاقة صغيرة، تلتصق بحلق الشخص، لتضاهي عمل الأحبال الصوتية.

الرقاقة البديلة

وتعمل الرقاقة باستخدام تقنيات الذكاء الاصطناعي، حتى تتمكن من فك تشفير حركات العضلات، من ثَم تحول تلك الحركات إلى كلام.

تمتاز الرقاقة بخفة وزنها، ومقاومتها للتعرق، كما أنها قادرة بجدارة على استغلال حركات العضلات لتوليد الكهرباء، ما لا يستدعي إمدادها بالطاقة، إو إلحاقها بأي بطاريات.

ووفقًا لـoddity central، فقد نشرت مجلة Nature Scientific Journal، أوراق الدراسة التي عمل عليها البروفيسور تشين وزملاؤه، إذ أوضح أن الرقاقة تزن حوالي 7.2 جرام، وتتكوّن من خمس طبقات رقيقة.

وتتكون الطبقات الخارجية من مادة السيليكون، التي تتميز بنعومتها ومرونتها، بينما تتكون الطبقة الوسطى من السيليكون والمغناطيسات الدقيقة، ما يؤهلها إلى توليد مجال مغناطيسي يتغيّر تبعًا لحركة العضلات.

وأخيرًا تتكوّن الطبقتان الأخيرتان من لفائف الأسلاك النحاسية، ودورها هو تحويل تغيرات المجال المغناطيسي إلى نبضات كهربائية.

استخدامات الرقاقة

أما فيما يتعلق باستخدامات الرقاقة، فتمثلت في تغذية نبضات كهربائية لخوارزمية تعلُّم آلي، بعدها تم الاستعانة بـ8 مشاركين لنطق حوالي 100 عبارة مختلفة، حتى تتدرب خوارزمية الشريحة على ربط حركات العضلات بالعبارات المنطوقة.

ورغم كل تلك الدراسات التفصيلية، فإن اختراع الرقاقة لا يزال واعدًا وجديدًا ويحتاج إلى كثير من التجريب والتطوير، نظرًا إلى أن الدراسات أثبتت أن 30% من البشر لا بُد أن يواجهوا مشكلات تتعلّق بأحبالهم الصوتية في مرحلة ما.