Wissenschaftler der Cornell University haben eine leise Sprachenerkennungsschnittstelle entwickelt, die sich akustischen Sensoren und künstlicher Intelligenz bedient, um bis zu 31 unvokalisierte Befehle anhand von Lippen- und Mundbewegungen kontinuierlich zu erkennen.

Die tragbare Schnittstelle namens EchoSpeech benötigt nur wenige Minuten an Trainingsdaten, bevor sie Befehle erkennt. Sie kann auf einem Smartphone ausgeführt werden. Ruidong Zhang, Doktorand der Informationswissenschaften, ist der Hauptautor von „EchoSpeech: Continuous Silent Speech Recognition on Minimally-obtrusive Eyewear Powered by Acoustic Sensing“, das in diesem Monat auf der Association for Computing Machinery Conference on Human Factors in Computing Systems (CHI) in Hamburg vorgestellt wird.

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„Für Menschen, die keinen Ton aussprechen können, könnte diese Technologie eine hervorragende Eingabe für einen Sprachsynthesizer sein. Sie könnte Patienten ihre Stimmen zurückgeben“, sagte Zhang über das Potenzial der Technologie bei weiterer Entwicklung.

In ihrer gegenwärtigen Form könnte EchoSpeech verwendet werden, um über ein Smartphone mit anderen in Verbindung zu treten, wenn die Sprache unpraktisch oder unangemessen ist, wie z.B. in einem lauten Restaurant oder einer ruhigen Bibliothek. Die Schnittstelle für leises Sprechen kann auch mit einem Stift gekoppelt und mit Design-Software wie CAD verwendet werden, wodurch die Notwendigkeit einer Tastatur und einer Maus praktisch entfällt.

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Ausgestattet mit einem Paar Mikrofone und Lautsprechern, die kleiner sind als Radiergummis, wird EchoSpeech zu einem tragbaren Körpersonarsystem, das Schallwellen über das Gesicht sendet und empfängt und Mundbewegungen erkennt. Ein Deep-Learning-Algorithmus analysiert dann diese Echo-Profile in Echtzeit mit einer Genauigkeit von ca. 95%.

„Wir bringen das Sonar auf den Körper“, sagte Cheng Zhang, Assistenzprofessor für Informationswissenschaften und Direktor des Smart Computer Interfaces for Future Interactions (SciFi) Lab der Cornell University. „Wir sind sehr begeistert von diesem System, weil es das Feld in puncto Leistung und Privatsphäre wirklich vorantreibt. Es ist klein, energiesparend und datenschutzsensibel, was alles wichtige Merkmale für den Einsatz neuer tragbarer Technologien in der realen Welt sind.“

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Die meisten Technologien zur Erkennung von leisem Sprechen sind auf einen begrenzten Satz vordefinierter Befehle beschränkt und erfordern vom Benutzer das Tragen oder Ausrichten einer Kamera, was weder praktisch noch machbar sei, sagte Cheng Zhang. Es gebe auch erhebliche Datenschutzbedenken bei tragbaren Kameras – sowohl für den Benutzer als auch für diejenigen, mit denen der Benutzer interagiere, sagte er.

Die akustische Sensortechnologie wie EchoSpeech enthebt deshalb der Notwendigkeit tragbarer Videokameras. Und da Audio-Daten viel kleiner sind als Bild- oder Videodaten, erfordert die Verarbeitung weniger Bandbreite und kann in Echtzeit über Bluetooth an ein Smartphone übermittelt werden, sagte François Guimbretière, Professor für Informationswissenschaften.

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„Und da die Daten auf Ihrem Smartphone lokal verarbeitet werden und nicht in die Cloud hochgeladen werden, bleiben s sensiblen Informationen unter Ihrer Kontrolle“, sagte er.

Die Entwicklung von Silent-Speech-Technologie ist besonders wichtig für Menschen mit motorischen Beeinträchtigungen, die Schwierigkeiten haben, ihre Worte auszusprechen. Produkte wie EchoSpeech geben diesen Menschen ihre Stimme zurück und sorgen dafür, dass sie sich besser mit ihren Mitmenschen verständigen können. Mit der Entwicklung von immer fortschrittlicheren KI-gesteuerten Wearables, wird es interessant zu sehen sein, wie solche Innovationen in vielen Bereichen zum Einsatz kommen werden.

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Von Jodi Picoult

Jodi Picoult ist eine am besten verkaufte Autorin, die sich mit komplexen moralischen und ethischen Fragen in ihren Romanen befasst. Ihre Bücher, wie "My Sister 's Keeper" und "Small Great Things", wurden für ihre thematischen Gedanken und emotionale Tiefe gelobt.

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