El dispositivo presenta una opción portátil y no invasiva que podría asistir a los pacientes en la comunicación durante el período previo al tratamiento y durante la recuperación posterior al tratamiento de los trastornos de la voz.

Los trastornos de la voz son comunes en todos los grupos de edad y demográficos, y las aproximaciones terapéuticas actuales pueden requerir un largo período de recuperación. Para ayudar a las personas con disfunción de las cuerdas vocales a recuperar su función vocal, o a aquellos que enfrentan algún impedimento para hablar debido a trastornos de la voz, como condiciones patológicas de las cuerdas vocales o recuperación de cirugías de cáncer laríngeo, un equipo de ingenieros de UCLA ha desarrollado un wearable suave, delgado y elástico, de poco más de 1 pulgada cuadrada, que se adhiere a la piel exterior de la garganta.

Descrito en detalle en la revista Nature Communications, este dispositivo creado por Jun Chen, profesor asistente de bioingeniería en la Escuela de Ingeniería Samueli de UCLA, y su equipo, es capaz de detectar el movimiento de los músculos de la laringe de una persona y traducir esas señales en un habla audible con la asistencia de tecnología de aprendizaje automático. Este avance se suma a los esfuerzos previos de Chen para ayudar a las personas con discapacidades, como el desarrollo de un guante portátil que traduce el lenguaje de señas americano al inglés hablado en tiempo real.

El sistema bioeléctrico está diseñado para ser lo suficientemente flexible como para moverse y capturar la actividad de los músculos laríngeos bajo la piel. Consta de dos componentes: uno de detección y otro de actuación. El componente de detección detecta y convierte las señales generadas por los movimientos musculares en señales eléctricas analizables, que luego se traducen en señales de voz mediante un algoritmo de aprendizaje automático, mientras que el componente de actuación convierte estas señales de voz en la expresión de voz deseada.

Está fabricado con una capa de silicona biocompatible (PDMS) y una capa de inducción magnética de bobinas de inducción de cobre. Utiliza un mecanismo de detección magnetoelástico para detectar cambios en el campo magnético causados por el movimiento de los músculos laríngeos. Tiene un peso de aproximadamente 7 gramos y un grosor de solo 0.06 pulgadas, y se adhiere fácilmente a la garganta del individuo; además, puede reutilizarse aplicando cinta adhesiva biocompatible según sea necesario.

Los investigadores llevaron pruebas a cabo con ocho adultos sanos para demostrar la precisión del sistema, en las que se pidió a los participantes que pronunciaran cinco frases, y los resultados mostraron una sorprendente precisión general de predicción del modelo del 94.68%. El equipo de investigación planea continuar ampliando el vocabulario del dispositivo a través del aprendizaje automático, y probarlo en personas con trastornos de la voz, lo que podría abrir nuevas posibilidades para aquellos que buscan recuperar o mejorar su capacidad para comunicarse verbalmente.

Por: Cipactli Vargas

Fuentes:

Nature Communications
Speaking without vocal folds using a machine-learning-assisted wearable sensing-actuation system

University of California, Los Angeles (UCLA) | Newsroom
Speaking without vocal cords, thanks to a new AI-assisted wearable device

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AI wearable device to help people speak without vocal cords