تقنية جديدة تحوّل إشارات الدماغ إلى كلام طبيعي في أقل من ثانية

عمون - في إنجاز علمي بارز يجمع بين علوم الأعصاب والذكاء الاصطناعي، تمكَّن باحثون من جامعتيْ كاليفورنيا في بيركلي وسان فرنسيسكو من تطوير واجهة دماغ-حاسوب (BCI) قادرة على استعادة القدرة على الكلام الطبيعي للأشخاص المصابين بشلل حاد. وقد نُشرت نتائج الدراسة، هذا الأسبوع، في مجلة «نيتشور نيوروساينس (Nature Neuroscience)» مُشكّلة خطوة كبيرة نحو التواصل الصوتي الفوري عبر إشارات الدماغ، مما يعيد الأمل والاستقلالية لأولئك الذين فقدوا القدرة على الحديث.
تقنية بلا تأخير
تعتمد هذه التكنولوجيا المتقدمة على نظام مدعوم بالذكاء الاصطناعي قادر على تحويل الإشارات الدماغية إلى كلام مسموع في الوقت شبه الحقيقي، وهو ما يشكّل نقلة نوعية في حل مشكلة التأخير الزمني التي طالما عانى منها هذا النوع من التقنيات. يقول الدكتور جوبالا أنومانشيباللي، أستاذ مساعد بقسم الهندسة الكهربائية وعلوم الحاسوب بجامعة كاليفورنيا-بيركلي والمحقق الرئيسي المشارك في الدراسة، إن النهج الذي جرى اعتماده في البث اللحظي يقدم قدرة فك شفرة الكلام بسرعة مشابِهة لتلك التي نراها في أجهزة مثل (أليكسا) و(سيري)، ولكن في خدمة المرضى.
ولطالما شكّل التأخير بين المتحدث والكلام الناتج عن واجهات الدماغ والحاسوب عائقاً كبيراً أمام التواصل الطبيعي. ففي التجارب السابقة، كان على المستخدم الانتظار نحو 8 ثوانٍ لسماع جملة واحدة. أما النظام الجديد فقد قلّص هذه المدة إلى أقل من ثانية واحدة، ما سمح بتدفق الكلام بشكل طبيعي ومتواصل.
تحسين جودة الحياة
يُعد الدكتور إدوارد تشانغ، جرّاح الأعصاب في «UCSF» والمحقق الرئيسي الآخر في الدراسة، أن التكنولوجيا الجديدة قد تُحدث فرقاً جذرياً في حياة المرضى. ويشرح أن هذه التقنية تحمل إمكانات هائلة لتحسين جودة حياة الأشخاص المصابين بشللٍ يؤثر على الكلام. ويرى أنه من المثير كيف تُسهم تطورات الذكاء الاصطناعي المتسارعة في جعل هذه الواجهات أقرب إلى الواقع. مِن أبرز نقاط القوة في هذا الابتكار هو مرونته، فقد أثبت الباحثون أن التقنية لا تقتصر على نوع واحد من الأجهزة، بل تعمل بكفاءة مع واجهات دماغية متعددة، مثل الأقطاب الدقيقة المزروعة داخل الدماغ، أو الأجهزة غير التوغلية مثل أجهزة الاستشعار على الوجه التي تقيس النشاط العضلي. يوضح كايلو ليتلجون، طالب الدكتوراه في بيركلي والمؤلف المشارك في الدراسة، أن الخوارزمية نفسها يمكن تطبيقها على تقنيات مختلفة، ما دام توفرت إشارات دماغية واضحة.
ترجمة إشارات الدماغ
تبدأ عملية التحويل من منطقة القشرة الحركية في الدماغ، المسؤولة عن التحكم في عضلات النطق. هناك يجري التقاط الإشارات العصبية وفك تشفيرها باستخدام نماذج ذكية مدرَّبة مسبقاً لفهم أنماط معينة مرتبطة بالكلام. ويشرح شاول جون تشو، المؤلف المشارك في الدراسة، أنه تجري ترجمة الإشارات التي تأتي بعد أن يقرر الشخص ما يريد قوله، وبعد أن يختار الكلمات والحركات اللازمة للنطق.
لتدريب النموذج، تعاوَنَ الباحثون مع مريضة فقدت القدرة على الكلام بعد إصابتها بسكتة دماغية. في جلسات التدريب، كانت المريضة تنظر إلى شاشة تعرض جملة مثل: «مرحباً، كيف حالك؟»، وتحاول قولها بصمت. وعلى الرغم من عدم قدرتها على إصدار أي صوت، تمكَّن النظام من ربط نشاطها العصبي بالجملة المقصودة.
محاكاة الصوت الأصلي
ولأن المريضة لا تملك قدرة على النطق الفعلي، لم يكن لدى الباحثين تسجيلات صوتية حديثة للمقارنة. لذلك، استعانوا بنموذج ذكاء اصطناعي مسبق التدريب لإنشاء صوت اصطناعي يحاكي صوتها قبل الإصابة. ووفق أنومانشيباللي، أدى سماعها صوتها القديم في الزمن الحقيقي إلى جعل التجربة أكثر شعوراً بالتحكم والاندماج. وللتأكد من قدرة النظام على تجاوز حدود البيانات التي تدرَّب عليها، اختبر الباحثون النموذج باستخدام كلمات جديدة مثل أسماء حروف الناتو الصوتية «ألفا، برافو، تشارلي»، فنجح في توليد أصوات مفهومة بدقة، ما يدل على أن النموذج لا يكرر فحسب، بل يتعلم فعلياً بناء الصوت.
المثير أيضاً أن النظام حافظ على دقته العالية رغم السرعة الكبيرة. يقول ليتلجون: «لقد كان من غير المعروف سابقاً ما إذا كان بالإمكان بث كلام واضح في الزمن الحقيقي مباشرة من الدماغ.. لكن الآن لدينا هذا الإثبات».
لغة تحمل العاطفة
وفي حين يتطلع الفريق إلى المستقبل، يعمل الباحثون على تحسين الجوانب العاطفية والتعبيرية للكلام، مثل النبرة والحِدّة ومستوى الصوت، بما يعكس المشاعر أو الانفعالات الطبيعية في الحديث.
ففي عالمٍ يزداد فيه اندماج الدماغ مع التكنولوجيا، تمثل هذه الخطوة نقطة تحول في استعادة القدرة على التعبير الصوتي، مما يعيد ربط الإنسان بعالمه، من خلال إحدى أكثر أدوات التواصل أساسية؛ وهي الصوت.
الشرق الأوسط

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

منذ يوم واحد

"تربية المزار الجنوبي" تختتم مسابقة الجنوب للابتكار والروبوت

عمون - أعلنت مديرية التربية والتعليم للواء المزار الجنوبي، اليوم الأربعاء، عن الفائزين في مسابقة الجنوب للابتكار والروبوت"، التي نظمتها المديرية بدعم من شركة "برومين الأردن"، ومشاركة شركة ابتكار للذكاء الاصطناعي-مؤسسة ولي العهد، وشركة "وصلة" للإلكترونيات، وشركة "إيزي كت" لتدريب الروبوت والذكاء الاصطناعي. وقال مدير "تربية المزار الجنوبي" الدكتور علي الفقرا، الذي رعى فعاليات اختتام المسابقة مندوبا عن وزير التربية والتعليم، إن المسابقة تأتي احتفاء بإبداع الشباب وترسيخا لرؤية وطنية نحو المستقبل، مؤكدا أن الشباب رأس مال الوطن الحقيقي، وأن المدارس الأردنية قادرة على اكتشاف وتوجيه الطاقات الكامنة في أبنائنا وبناتنا نحو مسارات الإبداع والتميز. وأكد أن المسابقة شكلت منصة تعليمية متميزة جمعت نخبة من الطلبة المبدعين من مختلف محافظات الجنوب، في أجواء تنافسية تفاعلية تمزج بين البرمجة والذكاء الاصطناعي والهندسة. وبين الفقرا أن المسابقة شهدت مشاركة لافتة من 40 فريقا في مسابقة الابتكار، و10 فرق في مسابقة "روبوت تتبع الخط"، حيث أبدع الطلبة في تقديم مشاريع تقنية مبتكرة جسدت مستويات متقدمة من المهارات الهندسية والتفكير الإبداعي والعمل الجماعي. وأشار إلى أن المشاريع المقدمة تنوعت لتشمل حلولا ذكية تحاكي احتياجات الحياة اليومية وتعزز من توظيف التكنولوجيا في خدمة المجتمع. وفاز بالمركز الأول في مسابقة مسابقة الابتكار- المرحلة الدنيا فريق (Life Assistant) من مدرسة البطريركية اللاتينية الثانوية المختلطة/الوسية، وبالمركز الثاني فريق (We Do ) من مدرسة الهمة نحو القمة في لواء المزار الجنوبي، وبالمركز الثالث فريق المتميزون من مدرسة الهمة نحو القمة في لواء المزار الجنوبي. فيما فاز بالمركز الأول في المرحلة العليا فريق (Smart Driver) من مدرسة البطريركية اللاتينية الثانوية المختلطة/الوسية، وبالمركز الثاني فريق البيت الذكي من مدرسة المزار الثانوية للبنات، المركز الثالث فريق (YRZR09 حساس البيت الذكي) من مدرسة مريم البتول الأساسية المختلطة/لواء بصيرا. وفاز بالمركز الأول في مسابقة "روبوت تتبع الخط" مدرسة ذرى المجد الثانوية للبنين/المزار الجنوبي، وبالمركز الثاني مدرسة وادي موسى الثانوية للبنين/لواء البتراء، والمركز الثالث مدرسة رقية بنت الرسول الأساسية المختلطة/المزار الجنوبي. وفاز بأفضل تصميم مدرسة الراجف الثانوية المختلطة/لواء البتراء، وأفضل برمجة مدرسة الملك عبدالله الثاني للتميز/ قصبة معان، وأفضل فكرة مدرسة الخالدية الثانوية للبنات/المزار الجنوبي. وكرمت المديرية عددا من المدارس التي حققت إنجازات متميزة على المستويين الوطني والعربي، وهي: مدرسة وادي موسى الثانوية للبنين ومدرسة الملك عبدالله الثاني للتميز – المقابلين ومدرسة الملك عبدالله الثاني للتميز – الزرقاء. وحضر حفل اختتام المسابقة مدير الشؤون الفنية والتعليمية الدكتور عيسى الطراونة، ومدير الشؤون الإدارية والمالية الدكتورة اعتماد الجعافرة، ومدير المركز الوطني للتدريب وتأهيل المدربين – جامعة البلقاء التطبيقية الدكتور جودت الكساسبة، ونخبة من المسؤولين التربويين والأكاديميين، ورؤساء الأقسام ومديري المدارس والمشرفين التربويين والخبراء في مجالات التكنولوجيا والتعليم. (بترا - محمد العساسفة)

منذ 2 أيام

الصين تطلق 3 تريليونات لتر من المياه على ارتفاع 8 آلاف قدم!

عمون - تواصل الصين إبهار العالم بمشروعات جديدة من حين لآخر، سواء في عالم السيارات أو الطاقة. لكن هذه المرة، ما يحدث في أعالي الجبال الغربية الصينية يتجاوز حدود الابتكار، ويقترب من حدود الظواهر الطبيعية الغريبة. بدأت الصين بتخزين المياه في مشروع "شوانغجيانغكو" الهيدروليكي، في مقاطعة سيتشوان، الذي يُعد أضخم مشروع من نوعه على مستوى العالم، حيث سيخزن أكثر من 3 تريليونات لتر من المياه على ارتفاع يصل إلى 8 آلاف قدم. المشروع الذي انطلق عام 2015، بدأ فعلياً في تخزين المياه منذ الأول من مايو 2025، استعداداً لتوليد طاقة كهربائية نظيفة تُقدّر بـ7 مليارات كيلوواط/ساعة سنوياً، وفقاً لما ذكره موقع "Eco Portal". سد بارتفاع ناطحة سحاب يقع السد على نهر دادو، أحد روافد حوض سيتشوان، ويبلغ ارتفاعه 315 متراً، ما يجعله أعلى سد في العالم. وقد تم تمويل المشروع بـ36 مليار يوان (نحو 4.9 مليار دولار)، وتنفذه شركة "باور تشاينا" الحكومية، التي أعلنت أن منسوب المياه بعد المرحلة الأولى من التخزين بلغ 2344 متراً فوق سطح البحر، أي أعلى بـ80 متراً من مستوى النهر الأصلي. لكن خلف هذا الإنجاز، يلوح في الأفق تساؤل علمي: هل يمكن لمثل هذا المشروع الضخم أن يمر دون آثار جيولوجية؟ ويحذر خبراء من احتمال حدوث هزات أرضية نتيجة الضغط الهائل للمياه، إضافة إلى تغيرات في تدفق الأنهار وتأثيرات محتملة على القشرة الأرضية. ومع ذلك، يرى المهندسون أن فوائد المشروع في تقليل الاعتماد على الفحم وخفض انبعاثات الكربون بنحو 7.18 مليون طن سنوياً، تفوق هذه المخاطر المحتملة.

منذ 2 أيام

"لوحة فنية"! .. هابل يصور مجرة قزمة بتفاصيل مذهلة

عمون - كشف تلسكوب هابل الفضائي عن صورة جديدة مذهلة لسحابة ماجلان الكبرى، تظهر فيها السحب الغازية كدوامات ملونة تشبه حلوى القطن الكونية معلقة في فراغ الفضاء. وهذه الصورة ليست مجرد مشهد جميل، بل تمثل نافذة علمية تتيح للبشر رؤية ما تعجز عيونهم عن إدراكه. وتتميز الصورة بقدرتها على تجسيد الضوء غير المرئي، حيث استخدم هابل خمسة مرشحات ضوئية متخصصة في كاميرته واسعة المجال لرصد الأطوال الموجية فوق البنفسجية وتحت الحمراء. وهذه التقنية تمنح العلماء رؤية شاملة لتكوين السحب الغازية وخصائصها التي كانت ستظل خفية لولا هذه القدرات التكنولوجية المتطورة. وتكمن عبقرية هذه الصورة في طريقة معالجتها، حيث يعمل خبراء ناسا على تحويل البيانات العلمية المجردة إلى لوحة فنية مفهومة. ويتم تعيين ألوان محددة لكل نطاق ضوئي، فالأطوال الموجية القصيرة تظهر زرقاء أو بنفسجية، بينما تكتسي الأطوال الأطول بدرجات الحمرة، ما يخلق مزيجا لونيا يسهل على العلماء تفسيره وللعامة تقديره جماليا. وتقع سحابة ماجلان الكبرى على بعد 160 ألف سنة ضوئية، وهي أكبر مجرة تابعة لمجرتنا درب التبانة. وما يزيد من أهميتها العلمية هو أنها تشكل مختبرا طبيعيا لدراسة تكون النجوم وتفاعلات المجرات، خاصة مع وجود جسر غازي يربطها بسحابة ماجلان الصغرى المجاورة. وتوضح التفاصيل الدقيقة في الصورة عمليات فيزيائية معقدة. فالسحب الوردية والأرجوانية تمثل مناطق تشكل نجوم جديدة، بينما تظهر الهياكل الدقيقة في السحب الغازية تأثيرات الرياح النجمية والانفجارات النجمية. وكل ظل ولون في هذه الصورة يحكي قصة عن دورة حياة النجوم والمادة بين النجوم. والمثير للاهتمام أن هذه الملاحظات تأتي في وقت يحاول فيه العلماء فهم المصير المستقبلي لمجرتنا، حيث من المتوقع أن تتفاعل سحابة ماجلان الكبرى مع درب التبانة بعد 2.4 مليار سنة. وهذه الصورة توفر بيانات حيوية تساعد على نمذجة هذه التفاعلات المستقبلية. وبينما يمكن لعشاق الفلك في نصف الكرة الجنوبي مشاهدة السحابة كبقعة ضبابية في سماء الليل، فإن هابل يمنحنا رؤية غير مسبوقة لتكوينها الداخلي.