นักวิจัยประดิษฐ์เครื่องอ่านคำพูดจากสมอง

By: terminus
Writer
on Thu, 02/02/2012 - 02:55

ข่าวดีสำหรับคนที่คิดอยากพูดอะไรสักอย่าง แต่ปากดันไม่มีแรงขยับจะพูด ล่าสุดนักวิทยาศาสตร์ได้สร้างเครื่องแปลคำพูดออกมาจากสมองขึ้นมาสำเร็จแล้ว

ทีมวิจัยที่นำโดย Brian Pasley แห่ง University of California, Berkeley เริ่มจากศึกษาการทำงานของสมองในการประมวลผลเสียงคำพูดที่ได้ยิน การศึกษาพุ่งเป้าไปที่สมองส่วนเกี่ยวกับการได้ยินที่เรียกว่า superior temporal gyrus (STG) และ middle temporal gyrus (MTG) นักวิจัยจำเป็นต้องฝังขั้วไฟฟ้าเข้าไปที่สมองโดยตรง เนื่องจากต้องการเก็บข้อมูลให้ลงลึกถึงรายละเอียด การแปะขั้วไฟฟ้าบนศีรษะภายนอกไม่อาจจะตรวจจับสัญญาณเล็กๆ น้อยๆ ได้ ดังนั้นในการศึกษานี้ นักวิจัยจึงเลือกกลุ่มตัวอย่างที่เป็นผู้ป่วยโรคลมชักและโรคเนื้องอกในสมองที่จำเป็นต้องได้รับการผ่าตัดอยู่แล้วจำนวน 15 คน

กลุ่มตัวอย่างจะได้ฟังคำพูดจากบทสนทนาสั้นๆ นักวิจัยก็จะบันทึกไว้ว่าขณะที่ได้ยินคำพูดแต่ละคำ สมองมีการทำงานอย่างไรบ้าง และผลจากการสังเกตก็พบว่าคำแต่ละคำที่ได้ยินจะถูก "บันทึก" ในลักษณะพิเศษเฉพาะซึ่งนักวิจัยสามารถสร้างอัลกอริธึมขึ้นมาเพื่อตรวจจับลักษณะดังกล่าวและแสดงออกมาในรูปของกราฟตามรูปแบบของเสียงที่กลุ่มตัวอย่างได้ยินได้ (ดูวิดีโอข้างล่างของ New Scientist ประกอบ)

ยิ่งไปกว่านั้น นักวิจัยยังได้ทดลองให้กลุ่มตัวอย่างฟังคำต่างๆ ทีละคำ จากนั้นก็เอากราฟสมองมาเทียบกับรูปกราฟที่คอมพิวเตอร์สังเคราะห์ขึ้นมาจากอัลกอริธึมที่ทำไว้ ผลปรากฏว่านักวิจัยสามารถทายถูกต้องถึงกว่า 90% ว่ากลุ่มตัวอย่างได้ยินคำอะไรบ้าง แม่นยำจนถึงขั้นที่สามารถให้คอมพิวเตอร์สังเคราะห์เสียงออกมาเป็นคำพูดทวนซ้ำคำที่เปิดให้กลุ่มตัวอย่างฟังในทีแรกได้เลย

Brian Pasley เปรียบงานวิจัยของเขาว่าเสมือนกับการ "ฟัง" เสียงเปียโนโดยอาศัยเพียงการมองมือนักเปียโนที่เคลื่อนไหวไปมาบนคีย์

ความสำเร็จนี้เป็นความหวังสำหรับผู้ป่วยพิการที่ไม่สามารถพูดได้แต่ยังมีสติสื่อสารกับคนรอบข้างได้ แต่อย่างไรก็ตาม มันก็ยังไม่ถึงขนาดจะแกะคำพูดที่เป็นบทสนทนาซับซ้อนยาวๆ ออกมาได้ และก็ยังห่างไกลจากการเป็น "เครื่องอ่านใจ" อยู่มากโขเพราะนักวิจัยทำได้แค่ตรวจจับกราฟของคำพูดที่กลุ่มตัวอย่างได้ฟังหรือตั้งใจจะพูดเท่านั้น ความลับที่คิดอยู่ในใจคงยากที่จะทดสอบหาอัลกอริธึมด้วยวิธีการนี้

งานวิจัยนี้ตีพิมพ์ในวารสาร PLoS Biology, DOI: 10.1371/journal.pbio.1001251

ที่มา - New Scientist, Nature News, The Telegraph

10 Comments

hisoft's picture

ผมนึกถึงศาสตราจารย์เหมือนกันแฮะ หวังว่าคงทันได้ใช้นะ

The Phantom Thief

Architec's picture

จะว่าไปก็มีคนที่เคยทำแบบนี้มาก่อน จำได้แต่ชื่อว่า Matt(มีข่าวว่าเสียชีวิตแล้ว) เขาถูกมีดเสียบเข้าที่คอจนเป็นอัมพาตตั้งแต่คอลงไป สมัยนั้นเขาใช้สาย probe ทองคำเสียบเข้าไปด้านในสมอง(น่าจะแบบเดียวกัน) ที่แปลกใจคือระบบสะกดคำของทีมที่วิจัยคือขยับ pointer บนคอมพิวเตอร์ได้ เรียกว่า BCI (Brain Computer Interface) (อัลกอริทึมที่ดังๆก็คือ BCI-2000)

อันนี้เป็นเคสของอีกรายหนึ่ง
http://www.cbsnews.com/video/watch/?id=5228109n

terminus's picture

ที่ผ่านมาคือการใช้สัญญาณสมองควบคุมทิศทางการเคลื่อนที่ของ pointer หรือ cursor เท่านั้นครับ แต่อันนี้เป็นการอ่านสัญญาณสมองโดยตรงเลยว่าหมายถึงคำพูดอะไร

gzweet's picture

เข้าใจว่าสมองส่วนที่รับรู้เสียงกับส่วนที่ใช้ออกคำสั่งให้พูดเป็นคนละส่วนกันนะครับ แบบนี้น่าจะยังไม่ช่วยคนที่มีปัญหาด้านการออกเสียงพูดได้เท่าไำร

แต่ยังไงก็เป็นก้าวที่น่าสนใจมากครับ น่าจะนำไปพัฒนาต่อยอดได้อีกมาก

mementototem's picture

ผมก็ งง ๆ กับเรื่องนี้เหมือนกัน เอาสัญญาณสมองส่วนของการได้ยินมาวิเคราะห์ แล้วจะช่วยให้ความคิดที่ต้องการจะพูดออกมาเป็นคำ ๆ ได้ยังไง

แล้วถ้าเราไม่ตั้งใจฟัง ใจจดจ่อกับสิ่งอื่นมากกว่า จนเหมือนไม่ได้ยินที่อีกคนพูด สมองยังจะได้รับการกระตุ้นไหม? ถ้าถูกกระตุ้นคงเอามาสกลอร์ฟังทีหลัง หากโดนอีกฝ่ายหาว่า ทำไมไม่สนใจฟังกันบ้าง ได้สิ :D

Thaina's picture

เข้าใจว่าที่นักวิจัยพยายามจับคือ "การคิดออกมาเป็นเสียง" มั้งครับ

มันอาจจะเป็นสมองส่วนเดียวกับการได้ยินเสียงก็ได้

hisoft's picture

อีกหน่อยก็ใช้เป็นเครื่องจับเท็จ ต่อด้วยเครื่องอ่านใจ พอจับได้ว่าคนเราฝันอะไรต่อ

The Phantom Thief