Trí tuệ nhân tạo được phát triển để dịch hoạt động não thành từ ngữ

Các nhà nghiên cứu tại Đại học California, San Francisco đã phát triển trí tuệ nhân tạo (AI) có thể dịch hoạt động não thành văn bản. Hệ thống này hoạt động trên các mẫu thần kinh được phát hiện khi một người đang nói, nhưng các chuyên gia hy vọng rằng nó có thể được sử dụng trên những người không thể nói, như những người bị hội chứng bị khóa.

Tiến sĩ Joseph Makin là đồng tác giả của nghiên cứu.

“Chúng tôi chưa đạt được điều đó nhưng chúng tôi nghĩ rằng đây có thể là cơ sở của một bộ phận giả speech,” Makin nói.

Nghiên cứu được công bố trên tạp chí Nature Neuroscience.

Thử nghiệm Hệ thống

Joseph Makin và nhóm của ông đã sử dụng các thuật toán học sâu để nghiên cứu tín hiệu não của bốn phụ nữ khi họ nói. Tất cả phụ nữ đều bị động kinh, và các điện cực được gắn vào não của họ để theo dõi các cơn động kinh.

Sau khi gắn điện cực, mỗi phụ nữ đọc to một tập hợp các câu जबकi hoạt động não của họ được đo. Số lượng từ duy nhất được sử dụng là 250. Họ có thể chọn từ một tập hợp 50 câu khác nhau, bao gồm “Tina Turner là một ca sĩ pop,” và “Những tên trộm đã đánh cắp 30 viên ngọc.”

Dữ liệu hoạt động não sau đó được đưa vào một thuật toán mạng nơ-ron, và nó được đào tạo để xác định các mẫu thường xuyên. Những mẫu này có thể được liên kết với các khía cạnh lặp lại của ngôn ngữ như nguyên âm hoặc phụ âm. Sau đó, chúng được đưa vào một mạng nơ-ron thứ hai để cố gắng chuyển đổi chúng thành từ để tạo thành một câu.

Mỗi phụ nữ được yêu cầu lặp lại các câu ít nhất hai lần, với lần lặp lại cuối cùng không được đưa vào dữ liệu đào tạo. Điều này cho phép các nhà nghiên cứu thử nghiệm hệ thống.

“Học thuộc hoạt động não của những câu này sẽ không giúp được gì, vì vậy mạng phải học những gì tương tự về chúng để nó có thể tổng quát hóa cho ví dụ cuối cùng này,” Makin nói.

Kết quả

Kết quả đầu tiên từ hệ thống không tạo ra các câu có nghĩa, nhưng nó đã cải thiện khi hệ thống so sánh mỗi chuỗi từ với các câu được đọc to.

Đội ngũ sau đó đã thử nghiệm hệ thống bằng cách tạo văn bản viết chỉ từ hoạt động não trong khi nói.

Có rất nhiều lỗi trong bản dịch, nhưng tỷ lệ chính xác vẫn rất ấn tượng và tốt hơn nhiều so với các phương pháp trước đây. Độ chính xác thay đổi từ người này sang người khác, nhưng đối với một cá nhân, chỉ 3% mỗi câu trung bình cần sửa chữa.

Đội ngũ cũng học được rằng thuật toán đào tạo trên dữ liệu của một cá nhân cho phép người dùng cuối cung cấp ít hơn.

Theo Tiến sĩ Christian Herff, từ Đại học Maastricht nhưng không tham gia nghiên cứu, điều ấn tượng là hệ thống chỉ yêu cầu ít hơn 40 phút dữ liệu đào tạo cho mỗi tham gia và một tập hợp hạn chế các câu, so với hàng triệu giờ thường được yêu cầu.

“Bằng cách làm như vậy, họ đạt được mức độ chính xác chưa từng đạt được trước đây,” ông nói.

“Tất nhiên, đây là nghiên cứu tuyệt vời, nhưng những người đó có thể chỉ sử dụng ‘OK Google’ (GOOGL ) cũng được,” ông nói. “Điều này không phải là dịch suy nghĩ [mà là hoạt động não liên quan đến ngôn ngữ].”

Một thách thức khác có thể là những người bị khuyết tật ngôn ngữ có thể có hoạt động não khác.

“Chúng tôi muốn triển khai điều này trên một bệnh nhân có khuyết tật ngôn ngữ thực sự,” Makin nói, “mặc dù có thể hoạt động não của họ có thể khác với những phụ nữ trong nghiên cứu này, khiến việc này trở nên khó khăn hơn.”

Vẫn còn một chặng đường dài để dịch dữ liệu tín hiệu não một cách toàn diện. Con người sử dụng một lượng từ khổng lồ, và nghiên cứu chỉ sử dụng một tập hợp hạn chế các câu.