日本開發出能夠再現自然聲音的人工喉
2022/02/21
東京大學研究生竹內雅樹等人開發出了可穿戴式電子人工喉(助講器)。這款人工喉運用了人工智慧(AI)技術,適用於因疾病等摘除聲帶而無法説話的人。只需動動嘴就能生成接近於本人聲音的語音。今後還計劃增加通過嘴角動作來開關電源的功能,以及可再現抑揚頓挫語調的功能。目標是到2025年實現實用化。
這款人工喉的名稱為「Syrinx」,通過由竹內雅樹主導、以學生為主體的項目開發而成。
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「Syrinx」人工喉(圖片由東京大學提供) |
電子人工喉是幫助因喉癌等原因摘除聲帶的人發聲説話的裝置。單手可以握住的圓柱形産品較為普及。原理是把人工喉的振動頂端部位放在喉嚨位置,通過舌頭和嘴的動作來發聲。人工喉發出的聲音缺乏生命力,與人類的自然説話聲不同。竹內雅樹表示,「日本生産的人工喉的基本樣式約20年來沒有改變過」。
該項目大力開發了能夠再現「喉原音」的技術,喉原音可反映出每位使用者的特點,是聲音的基礎。研究人員使用人工喉用戶聲音的錄音數據,用AI分析出聲音以什麼高度和多大的強度發出,並製作出反映此人聲音特徵的振動聲,成為用戶的喉原音。
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「Syrinx」人工喉,左上為最新型 |
另外,為了能夠再現各種不同的聲音,還在人工喉中嵌入了兩個振盪器。
竹內雅樹等人還潛心研究了使用方法。採用以頸帶纏繞在脖子上的設計,提升了易用性。以往的電子人工喉「存在用戶不方便在人前使用的情況」(竹內)。
但要實現自然的聲音,還需要解決兩個課題。一個是振動聲容易洩露出去。最理想的情況是只從喉嚨裏發出振動聲,但人工喉和脖頸之間會有振動聲洩露出來,變成噪音傳播出去。另一個課題是聲音缺少抑揚頓挫,語音過於單調。
為了解決問題,竹內雅樹等人正考慮今後為人工喉安裝攝像頭來讀取嘴角的動作等。竹內介紹説:「如果能夠捕捉到嘴角的動作,就能接近本人的聲音」。
現狀是與裝有放大器等的設備連接,通過操作按鈕來切換電源。竹內雅樹認為,如果能夠配備感測器功能,將有望實現完全可穿戴式人工喉,可根據嘴角的動作打開電源,讓人工喉發生振動。
人工喉的使用者不僅限於因罹患癌症等而摘除聲帶的人,接受氣管切開手術的人也在使用。幼兒在一些情況下也需要使用人工喉。竹內雅樹表示,「打算將其打造成任何人使用時都不會感到難為情的人工喉」。目標是製作出能夠發出更自然聲音的人工喉,以與傳統産品同等的價格上市,還將考慮與企業合作。
日本經濟新聞(中文版:日經中文網)高崎文
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