華裔教授AI解码脑電波,大脑所想直接合成文本或语音

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不少患了神經疾病的患者因丧失措辞能力，需要寄托特定的通讯設备举辦沟通，這類設备大多把持脑機接口或頭部、眼睛的動作来控制光标，以選择屏幕上的字母，從而拼出他們想说的句子。但是，這個蹦单词的过程，实在無法與人類的正常说话过程對比。

3 月 30 日，《自然-神經科學》颁布了美國加州大學旧金山分校華裔教授 Edward Chang 及同事斥地的一款脑電波 AI 解码器，可以也许将大脑活動旗帜暗号直接转化為句子文本。

具體而言，研讨人員首先經过進程電极记录受试者说话時的神經活動旗帜暗号，并用特定语句和神經旗帜暗号特征之間的接洽瓜葛数据操练 AI 算法，实行证明，操练後的板滞翻译算法可以也许准确地解码受试者的神經活動，并将其挨近实時地翻译為句子文本，错误率低至 3%。

從大脑“读取”人的意圖

说话似乎是一件毫不吃力的事，但实際上说话却是人類实行的最复杂的活動之一。十多年前，科學家初度從大脑旗帜暗号中解码措辞，但是一贯以關節去黑淨化素,来，措辞解码的准确性和速度远远低于自然措辞互换。

目前一些用于大脑控制打字的脑機接口技術，其实寄托的是頭部或眼睛的残余非措辞勾當，或寄托于光标控制以一一選择字母并拼出单词，這种法子目前可以帮手瘫痪的人經过進程設备每分钟输出多达 8 個单词。

但與流程自然措辞互换時每分钟 150 瘦腰健身器材,個单词的平均速度比起来，現有技術的输出速度還是太慢了。

操纵特制语音合成器與外界互换的史蒂芬·霍金

理排毒清肺湯,論上来说，脑機接口技術可以經过進程直接從大脑早洩吃什麼藥,“读取”人的意圖，并操纵该信息来控制外部@装%oe54b%备或挪%8Fl3t%動@瘫痪的肢體，来帮手瘫痪的人完成@措%1sm48%辞或活%GRh1T%動@。

為了获得脑機接口直接解码措辞更高的精度，研讨人員把持了板滞翻译任務與從神經活動解码语音到的雷同性。也就是说，和板滞翻驅蟑螂神器,译類似，解码措辞也是從一种措辞到此外一种措辞的算法翻译，两种任務实際上映射到同一种输出，即與一個句子對應的单词序列。只不过，板滞翻译的输入内容是文本，而解码措辞的输入内容是神經旗帜暗号。

因此，研讨人員盘點了板滞翻译范围的最新但愿，并把持這些辦法操练循环神經采集，然後考试测验将神經旗帜暗号直接映射為句子。

措辞相關的神經活動解码过程

具體而言，研讨人員經过進程電极记录四名受试者他們大声读出句子時的神經活動。今後，研讨人員将這些数据添加到一個循环神經采集中，從而将規律性显現的神經特征表示出来，這些神經特征可能與言语的频频性特征（比如元音、辅音或發音器官接收的指令）相關。

接着，研讨人員經过進程此外一個循环神經采集逐字解码這种算法表示，组成句子。研讨人員發現，明显参與言语解码的脑區，同样参與言语生成和言语感知。經过進程這种板滞翻译算法，研讨人員在一名受试者身上進行实行，功效证明經过進程神經活動解码為口頭句子的错误率低至 3%。

此外，如果把持某人的神經活動和言语對循环采集举辦预操练後再在此外一位受试者身上進行操练，最终的解码功效有所改進，這意味着這种辦法在不同人員之間或许是可转移的。運彩ptt,但是，還需要開展進一步的研讨来更加完整地盘問造访這個别系的成果，将解码范围扩展到研讨所限措辞之外。

脑機接口+AI 合成语音

直接經过進程解码大脑活動旗帜暗号来合成文本或语音，不只是一项科幻般的“读心術”，更是一种颇有前景的治療方案。

控制光标举辦单词拼写，只是离散字母的延续串联，而解码措辞则是一种高效的通信形式。與基于拼写的辦法對比，直接语音或文本合成具有诸多利益，除以自然语速傳递無束厄局促词汇的能力台北一夜情,之外，直接语音合成還能捕获语音的韵律元素，例如音调、声调等。

此外，對于由肌萎缩性侧索硬化或脑干中風激發的瘫痪患者，經过進程直接记录来骄傲脑皮层的神經控制旗帜暗号来合成语音，是实現自然措辞高通信速率的唯一手段，也是最直观的辦法。

旧年 4 月，Edward Chang 等人還在 Nature 杂志颁布了斥地出一种可以将脑活動转化為语音的解码器。這套人類语音合成系统，經过進程解码與人類下颌、喉頭、嘴唇和舌頭動作相關的脑旗帜暗号，并合成出受试者想要表达的语音。

Edward Chang 教授

為了重建语音，研讨人員設計了一种循环神經采集（RNN），首先将记录的皮質神經旗帜暗号转化為声道咬合關键關键勾當，然後将這些解码的勾當转化為口语句子。

全数过程分為两個步伐，第一步，将神經旗帜暗号转换成声道咬合部位的勾當（红色），這其中涉及语音產生的解剖结构（嘴唇、舌頭、喉和下颌）。而為了实現神經旗帜暗号到声道咬合部位勾當的转化，就需要大量声道勾當與其神經活動相接洽瓜葛的数据。但研讨人員又难以直接测量每個人的声道勾當，因此他們建立了一個循环神經采集，依照以前收集的大量声道勾當和语音记录数据库来建立接洽瓜葛。第二步，将声道咬合部位的勾當转换成合成语音。

研讨人員的這种两步解码辦法，產生的语音失真率明显小于操纵直接解码辦法所获得的语音。在包含 101 個句子的实行中，听者可以轻松地识别并记录下合成的语音。

在科幻世界里，經过進程意念旗帜暗号控制外界設备十分酷炫，实際上，在現实世界中，其背後的脑機接口技術已有近百年的历史。

随着脑機接口范围科學研讨與操纵技術的不断打破，出格是 AI 算法的加持，為不少當前仍無法解答的坚苦供應更好了的试探工具，不单可以也许帮手人類進一步了解自己的大脑，更重要的是為診断、治療脑部及其它严重疾病供應了解决方案，甚至遍布操纵于睡眠打點、智能生活和残疾人康复等范围。