آواز کے عارضے میں مبتلا افراد، بشمول وہ لوگ جن میں پیتھولوجیکل ووکل کورڈ کے حالات ہیں یا جو لیرینجیل کینسر کی سرجریوں سے صحت یاب ہو رہے ہیں، ان کے لیے اکثر بولنے میں مشکل یا ناممکن ہو سکتا ہے۔ یہ جلد ہی بدل سکتا ہے۔

UCLA انجینئرز کی ایک ٹیم نے ایک نرم، پتلا، پھیلا ہوا آلہ ایجاد کیا ہے جس کی پیمائش صرف 1 مربع انچ سے زیادہ ہے جسے حلق کے باہر کی جلد سے منسلک کیا جا سکتا ہے تاکہ غیر فعال آواز کی ہڈیوں والے لوگوں کی آواز کی فعالیت کو دوبارہ حاصل کرنے میں مدد کی جا سکے۔ ان کی پیش قدمی ہے۔ جریدے نیچر کمیونیکیشنز میں تفصیلی.

نیا بائیو الیکٹرک سسٹم، جو یو سی ایل اے سیموئیلی سکول آف انجینئرنگ میں بائیو انجینیئرنگ کے اسسٹنٹ پروفیسر جون چن اور ان کے ساتھیوں نے تیار کیا ہے، مشین کی مدد سے کسی شخص کے لیرنکس کے پٹھوں میں حرکت کا پتہ لگانے اور ان سگنلز کو قابل سماعت تقریر میں ترجمہ کرنے کے قابل ہے۔ سیکھنے کی ٹیکنالوجی – تقریباً 95% درستگی کے ساتھ۔

معذور افراد کی مدد کے لیے چن کی کوششوں میں یہ پیش رفت تازہ ترین ہے۔ اس کی ٹیم نے پہلے پہننے کے قابل دستانے تیار کیے تھے جو امریکی اشارے کی زبان کو حقیقی وقت میں انگریزی تقریر میں ترجمہ کرنے کے قابل تھے تاکہ ASL کے صارفین کو ان لوگوں کے ساتھ بات چیت کرنے میں مدد ملے جو دستخط کرنا نہیں جانتے ہیں۔

چھوٹا سا نیا پیچ نما آلہ دو اجزاء سے بنا ہے۔ ایک، خود سے چلنے والا سینسنگ جزو، پٹھوں کی حرکات سے پیدا ہونے والے سگنلز کا پتہ لگاتا ہے اور اسے اعلیٰ مخلص، قابل تجزیہ برقی سگنلز میں تبدیل کرتا ہے۔ ان برقی سگنلز کو پھر مشین لرننگ الگورتھم کا استعمال کرتے ہوئے اسپیچ سگنلز میں ترجمہ کیا جاتا ہے۔ دوسرا، ایک ایکٹیویشن جزو، ان تقریری اشاروں کو مطلوبہ آواز کے اظہار میں بدل دیتا ہے۔

دو اجزاء میں سے ہر ایک میں دو پرتیں ہوتی ہیں: بایوکمپیٹیبل سلیکون کمپاؤنڈ پولیڈیمیتھائلسلوکسین کی ایک پرت، یا PDMS، لچکدار خصوصیات کے ساتھ، اور ایک مقناطیسی انڈکشن پرت جو تانبے کی انڈکشن کنڈلی سے بنی ہوتی ہے۔ دو اجزاء کے درمیان سینڈویچ ایک پانچویں پرت ہے جس میں PDMS مائکرو میگنیٹس کے ساتھ ملا ہوا ہے، جو ایک مقناطیسی میدان پیدا کرتا ہے۔

2021 میں چن کی ٹیم کی طرف سے تیار کردہ نرم میگنیٹو ایلاسٹک سینسنگ میکانزم کو استعمال کرتے ہوئے، یہ آلہ مقناطیسی میدان میں تبدیلیوں کا پتہ لگانے کی صلاحیت رکھتا ہے جب اسے میکانکی قوتوں کے نتیجے میں تبدیل کیا جاتا ہے – اس صورت میں، laryngeal پٹھوں کی حرکت۔ مقناطیسی تہوں میں سرایت شدہ سرپینٹائن انڈکشن کنڈلی سینسنگ کے مقاصد کے لیے ہائی فیڈیلیٹی برقی سگنل پیدا کرنے میں مدد کرتی ہے۔

ہر طرف 1.2 انچ کی پیمائش کرتے ہوئے، ڈیوائس کا وزن تقریباً 7 گرام ہے اور صرف 0.06 انچ موٹا ہے۔ دو طرفہ بائیو کمپیٹیبل ٹیپ کے ساتھ، یہ آواز کی ہڈیوں کے مقام کے قریب کسی فرد کے گلے میں آسانی سے چپک سکتا ہے اور ضرورت کے مطابق ٹیپ کو دوبارہ لگا کر دوبارہ استعمال کیا جا سکتا ہے۔

آواز کی خرابی ہر عمر اور آبادیاتی گروپوں میں پائی جاتی ہے۔ تحقیق سے پتہ چلتا ہے کہ تقریباً 30% لوگ اپنی زندگی میں کم از کم ایک ایسی خرابی کا تجربہ کریں گے۔ اس کے باوجود علاج کے طریقوں سے، جیسے کہ جراحی مداخلت اور آواز کی تھراپی، آواز کی بحالی تین ماہ سے ایک سال تک پھیل سکتی ہے، کچھ ناگوار تکنیکوں کے ساتھ لازمی بعد از آپریشن آواز کے آرام کی ایک اہم مدت کی ضرورت ہوتی ہے۔

“موجودہ حل جیسے ہینڈ ہیلڈ الیکٹرو لارینکس ڈیوائسز اور tracheoesophageal-puncture طریقہ کار تکلیف دہ، ناگوار یا غیر آرام دہ ہو سکتے ہیں،” چن نے کہا جو UCLA میں پہننے کے قابل بائیو الیکٹرانکس ریسرچ گروپ کی قیادت کرتے ہیں، اور پانچ سالوں میں دنیا کے سب سے زیادہ حوالہ دینے والے محققین میں سے ایک قرار دیا گیا ہے۔ ایک قطار. “یہ نیا آلہ ایک پہننے کے قابل، غیر حملہ آور آپشن پیش کرتا ہے جو مریضوں کو علاج سے پہلے اور آواز کی خرابی کے لیے علاج کے بعد بحالی کی مدت کے دوران بات چیت کرنے میں مدد فراہم کرتا ہے۔”

مشین لرننگ کس طرح پہننے کے قابل ٹیکنالوجی کو قابل بناتی ہے۔

اپنے تجربات میں، محققین نے آٹھ صحت مند بالغوں پر پہننے کے قابل ٹیکنالوجی کا تجربہ کیا۔ انہوں نے laryngeal پٹھوں کی نقل و حرکت پر ڈیٹا اکٹھا کیا اور نتیجے میں آنے والے اشاروں کو بعض الفاظ سے جوڑنے کے لیے مشین لرننگ الگورتھم کا استعمال کیا۔ اس کے بعد انہوں نے ڈیوائس کے ایکٹیویشن جزو کے ذریعے متعلقہ آؤٹ پٹ وائس سگنل کا انتخاب کیا۔

تحقیقی ٹیم نے شرکاء کو پانچ جملے – بلند آواز اور بے آواز دونوں – بشمول “ہیلو، ریچل، آج آپ کیسی کر رہے ہیں؟” کے ذریعے نظام کی درستگی کا مظاہرہ کیا۔ اورمیں تم سے محبت کرتا ہوں!”

ماڈل کی مجموعی پیشین گوئی کی درستگی 94.68% تھی، جس میں شرکاء کے صوتی سگنل کو ایکٹیویشن جزو کے ذریعے بڑھا دیا گیا، جس سے یہ ظاہر ہوتا ہے کہ سینسنگ میکانزم نے ان کے laryngeal موومنٹ سگنل کو پہچان لیا اور اسی جملے سے میل کھایا جو شرکاء کہنا چاہتے تھے۔

آگے بڑھتے ہوئے، تحقیقی ٹیم کا منصوبہ ہے کہ مشین لرننگ کے ذریعے ڈیوائس کے ذخیرہ الفاظ کو بڑھانا جاری رکھے اور تقریر کی خرابی میں مبتلا لوگوں میں اس کی جانچ کرے۔

مقالے کے دیگر مصنفین ہیں UCLA سیموئیلی گریجویٹ طلباء زیوآن چی، کرسٹل ڈوان، ژاؤ وان، جینگ سو اور تیانکی زینگ – چن کی لیب کے تمام اراکین۔

اس تحقیق کو نیشنل انسٹی ٹیوٹ آف ہیلتھ، یو ایس آفس آف نیول ریسرچ، امریکن ہارٹ ایسوسی ایشن، برین اینڈ بیہیوئیر ریسرچ فاؤنڈیشن، یو سی ایل اے کلینیکل اینڈ ٹرانسلیشنل سائنس انسٹی ٹیوٹ، اور یو سی ایل اے سیموئیلی سکول آف انجینئرنگ نے مالی اعانت فراہم کی۔