Ingenieros de la Universidad de Tokyo usan Machine Learning para recrear discursos y patrones vocales, devolviéndole la voz a personas con cáncer.
“El habla es un derecho, no un privilegio” es la misión de los innovadores que guían a Syrinx, un nuevo dispositivo de electrolaringe (EL) que utiliza el aprendizaje automático para recrear el habla y los patrones vocales para devolverle las voces a las personas.
Syrinx fue inventado por Masaki Takeuchi, estudiante de posgrado de ingeniería en la Universidad de Tokio. Takeuchi participó en un programa universitario de la sociedad civil para abordar los problemas que enfrentan las personas con discapacidad, y con un equipo de compañeros —Kunhak Lee, Jaesol Ahn, Yuki Ogasawara, Mizuki Araki, Yutaro Soejima y Karin Kiho— diseñó y construyó Syrinx
En el habla humana, el aire de los pulmones se mueve hacia la tráquea y hace vibrar las cuerdas vocales. Las vibraciones, a su vez, llegan a la boca, donde los labios forman las sílabas. Pero cuando a una persona se le quita la laringe, no hay nada que vibre.
Takeuchi había visto un video de YouTube en el que aparecía una persona que se había sometido a una laringectomía, un procedimiento médico que extirpa una parte o la totalidad de la laringe, dejando a la persona sin voz. Hasta la fecha, los únicos sistemas de sustitución de la voz han sido aparatos voluminosos en forma de palo que se sujetan con la mano y se colocan contra el estoma (la abertura en la tráquea que queda después de una laringectomía).
“El laringectomizado [en el video] hablaba desde el esófago”, recuerda Takeuchi, “pero la calidad de la voz era muy pobre”. El video le inspiró a explorar la pérdida de la voz y cómo afectaba a las decenas de miles de laringectomizados cada año, cerca de 12,000 en Estados Unidos anualmente.
En todo el mundo, 300,000 personas pierden su voz cada año a causa del cáncer. “Fui a la Ginreikai, una comunidad de laringectomizados japoneses, y les entrevisté sobre sus necesidades”, relata Takeuchi. “Dijeron: ‘Queremos hablar con nuestra voz natural en público’. Así que creamos la electrolaringe portátil de manos libres llamada Syrinx, que devuelve la voz a los laringectomizados”.
Takeuchi diseñó el prototipo inicial de Syrinx en agosto de 2019 y el prototipo actual, que mejoró la calidad de la reproducción de la voz humana, en marzo de 2020. La mecánica de su diseño está inspirada en la naturaleza: las graculas religiosas, aves parlantes que viven en el sur y el sureste de Asia, que tienen dos cajas de voz e imitan la voz humana mezclando el sonido producido por cada caja de voz.
Syrinx se imprime en 3D y se usa alrededor del cuello como un collar. Funciona haciendo vibrar manualmente la garganta para crear un sonido que luego un laringectomizado convierte en palabras con la boca y la lengua. Las personas pueden hablar con su voz natural moviendo la boca, lo que significa que el sonido de su voz no tiene el tono robótico de los dispositivos de EL tradicionales. Mientras que los dispositivos manuales solo se aproximan a los sonidos vocales porque tienen patrones de onda limitados, Syrinx “utiliza patrones de vibración más complejos generados por IA usando voces reales”, explica Takeuchi.
Las personas de la comunidad de Ginreikai que probaron el prototipo Syrinx quedaron impresionadas por el sonido. Mientras utilizaba el dispositivo, Takashi, un paciente de laringectomía, dijo: “Puedo usar las dos manos al hablar. ¡Quiero llevarlo y hablar en público!”.
El equipo Syrinx (antes llamado NUTONE) fue el ganador de la final regional de Asia de la Microsoft Imagine Cup en 2020. Takeuchi y su equipo también ganaron el premio James Dyson y el premio Grand Prix del Japan Healthcare Business Contest 2021 (Competencia de Empresas de Salud de Japón 2021). Las compensaciones en efectivo de estos premios (8,000 dólares de la Microsoft Imagine Cup y 2,800 dólares de Dyson) han proporcionado un financiamiento fundamental para Syrinx. Takeuchi también cuenta con la beca de su programa de posgrado (1,800 dólares mensuales), además de otras subvenciones más recientes como el 2021 INNO-vation Disruptive Challenge (Reto disruptivo INNO-vation) del Ministerio de Asuntos Internos y Comunicación de Japón (30,000 dólares) y de la Organización de Desarrollo de Nuevas Energías y Tecnologías Industriales de Japón (50,000 dólares).
“Tengo subvenciones, pero necesitamos mucho más”, admite Takeuchi. “Syrinx aún no ha sido vendido. Todavía es un prototipo”. El objetivo, comenta, es vender Syrinx dentro de tres años. “Tenemos que resolver algunos problemas”, explica Takeuchi, “como añadir un tono, o entonación, y la inhibición del sonido de vibración”. También se necesitarán más fondos para producir Syrinx en masa con el fin de “hacer una prueba de usuarios más amplia y venderlo en el extranjero”, añade.
El equipo Syrinx se dedica a cumplir su misión de mejorar la vida de las personas que han perdido la voz a causa del cáncer, enfermedades o trauma. “Quiero revivir las capacidades y la identidad perdidas de las personas para crear un mundo en el que se respete su individualidad y su personalidad”, menciona Takeuchi.
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Autores Originales:
- Victoria Brownworth es una periodista nominada al Premio Pulitzer cuyo trabajo ha sido publicado en The New York Times, Los Ángeles Times y Ms. Magazine, entre otras publicaciones. Es autora y editora de más de 20 libros
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Este artículo es contenido original de la revista de Stanford Social Innovation Review publicado en la edición primavera 2022. |
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