ابداع سمعک هوشمند توسط دانشمند ایرانی
تاریخ انتشار
يکشنبه ۱۵ مرداد ۱۳۹۶ ساعت ۲۰:۵۸
به گزارش عصرتعادل،جدیدترین دستگاه کمک شنوایی مبتنی بر هوش مصنوعی که توسط "نیما مسگرانی" در دانشگاه "کلمبیا" ساخته شده است، طی 5 سال آینده تجاری سازی خواهد شد.
به نقل از سیکر، کسانی که از وسایل و فناوری‌های کمک شنوایی استفاده می‌کنند معمولا از عملکرد این دستگاه‌ها راضی هستند، مگر در فضاهای پر سر و صدا و شلوغ. حتی پیشرفته‌ترین دستگاه‌های کمک شنوایی نیز در جایی که چندین نفر در حال صحبت هستند، فرد کم شنوا را دچارمشکل می‌کنند و نمی‌توانند عملکرد کاملی داشته باشند، چرا که توانایی جداسازی هر صدا را ندارند.
با این حال، تحقیقات جدید "نیما مسگرانی" دانشیار دانشکده مهندسی برق دانشگاه "کلمبیا" این وضعیت را با ترکیب فناوری سمعک‌های سنتی با اسکن مغزی و هوش مصنوعی بهبود می‌بخشد.
پردازش مقادیر زیادی داده‌های صوتی و جداسازی آنها برای مصرف کننده براساس امواج مغزی آنها، یک کار سنگین برای سیستم‌های کمک شنوایی است. اجرایی شدن این فناوری پیشرفته، نیاز به مقدار زیادی قدرت محاسباتی و محاسبه دارد که به سختی می‌تواند تا اندازه یک سمعک استاندارد محدود شود. خوشبختانه، پیشرفت در علم مواد به صورتی است که ساخت چنین رایانه‌های کوچکی را ممکن می‌سازد.
"مسگرانی" می‌گوید: امروزه تحقیقات و تلاش‌های زیادی برای ساخت چنین دستگاهی که دارای تراشه‌های کوچکی باشد که بتوانند محاسبات پیچیده را انجام دهند، در حال انجام است.
این فناوری که "رمزگشایی توجه شنیداری" نامیده می‌شود، مبتنی بر مدل هوش مصنوعی شبکه عصبی عمیق است.
شبکه‌های عصبی عملکرد مغز انسان را تقلید می‌کنند. کارهایی مانند یافتن راه حل برای مشکلات جدید. با استفاده از رویکرد شبکه عصبی، رایانه سمعک در طول زمان، بهترین راه برای جداسازی یک صدای واحد از یک اتاق شلوغ به خود می‌آموزد.
"مسگرانی" افزود: الگوریتم ما از شبکه‌های عصبی عمیق استفاده می‌کند، زیرا آنها در حال گسترش هستند. بسیاری از محققان در حال توسعه سخت افزار تخصصی کم قدرت برای پیاده سازی آنها در دستگاه‌های فناوری هستند. همچنین سمعک‌های مدرن قادرند برخی از محاسبات خارج از محدوده خود را انجام دهند. مثلا همگام سازی با گوشی شما که به مدیریت محاسبات سنگین در چنین دستگاه‌های کوچکی کمک می‌کند.
این فناوری در مراحل اولیه طرح‌های مفهومی است، اما "نیما مسگرانی" می‌گوید اگر همه چیز خوب پیش برود، این سیستم می‌تواند تا 5 سال آینده در تبلیغات تجاری سمعک دیده شود.
وی افزود: برای پیاده‌سازی این فناوری در یک سمعک، در حال حاضر هیچ دلیل تئوری وجود ندارد. در واقع چندین شرکت تولید سمعک شروع به تحقیق پیرامون این ایده کرده‌اند و به رویکرد ما علاقه‌مند شده‌اند.
این تحقیق هفته اخیر در مجله "Neural Engineering" منتشر شده است.
به نقل از سیکر، کسانی که از وسایل و فناوری‌های کمک شنوایی استفاده می‌کنند معمولا از عملکرد این دستگاه‌ها راضی هستند، مگر در فضاهای پر سر و صدا و شلوغ. حتی پیشرفته‌ترین دستگاه‌های کمک شنوایی نیز در جایی که چندین نفر در حال صحبت هستند، فرد کم شنوا را دچارمشکل می‌کنند و نمی‌توانند عملکرد کاملی داشته باشند، چرا که توانایی جداسازی هر صدا را ندارند.
با این حال، تحقیقات جدید "نیما مسگرانی" دانشیار دانشکده مهندسی برق دانشگاه "کلمبیا" این وضعیت را با ترکیب فناوری سمعک‌های سنتی با اسکن مغزی و هوش مصنوعی بهبود می‌بخشد.
بدین ترتیب که در فضایی که چندین نفر در حال صحبت هستند، سنسورهای خارجی که فعالیت مغز را اسکن می‌کنند، می‌توانند تشخیص دهند که کاربر با چه کسی در حال صحبت است. منبع صدا را ایزوله (جداسازی) می‌کنند و با کاهش صداهای پس زمینه، صدای شخص را در گوش کاربر تقویت می‌کنند.
پردازش مقادیر زیادی داده‌های صوتی و جداسازی آنها برای مصرف کننده براساس امواج مغزی آنها، یک کار سنگین برای سیستم‌های کمک شنوایی است. اجرایی شدن این فناوری پیشرفته، نیاز به مقدار زیادی قدرت محاسباتی و محاسبه دارد که به سختی می‌تواند تا اندازه یک سمعک استاندارد محدود شود. خوشبختانه، پیشرفت در علم مواد به صورتی است که ساخت چنین رایانه‌های کوچکی را ممکن می‌سازد.
"مسگرانی" می‌گوید: امروزه تحقیقات و تلاش‌های زیادی برای ساخت چنین دستگاهی که دارای تراشه‌های کوچکی باشد که بتوانند محاسبات پیچیده را انجام دهند، در حال انجام است.
این فناوری که "رمزگشایی توجه شنیداری" نامیده می‌شود، مبتنی بر مدل هوش مصنوعی شبکه عصبی عمیق است.
شبکه‌های عصبی عملکرد مغز انسان را تقلید می‌کنند. کارهایی مانند یافتن راه حل برای مشکلات جدید. با استفاده از رویکرد شبکه عصبی، رایانه سمعک در طول زمان، بهترین راه برای جداسازی یک صدای واحد از یک اتاق شلوغ به خود می‌آموزد.
"مسگرانی" افزود: الگوریتم ما از شبکه‌های عصبی عمیق استفاده می‌کند، زیرا آنها در حال گسترش هستند. بسیاری از محققان در حال توسعه سخت افزار تخصصی کم قدرت برای پیاده سازی آنها در دستگاه‌های فناوری هستند. همچنین سمعک‌های مدرن قادرند برخی از محاسبات خارج از محدوده خود را انجام دهند. مثلا همگام سازی با گوشی شما که به مدیریت محاسبات سنگین در چنین دستگاه‌های کوچکی کمک می‌کند.
این فناوری در مراحل اولیه طرح‌های مفهومی است، اما "نیما مسگرانی" می‌گوید اگر همه چیز خوب پیش برود، این سیستم می‌تواند تا 5 سال آینده در تبلیغات تجاری سمعک دیده شود.
وی افزود: برای پیاده‌سازی این فناوری در یک سمعک، در حال حاضر هیچ دلیل تئوری وجود ندارد. در واقع چندین شرکت تولید سمعک شروع به تحقیق پیرامون این ایده کرده‌اند و به رویکرد ما علاقه‌مند شده‌اند.
این تحقیق هفته اخیر در مجله "Neural Engineering" منتشر شده است.
