La voz sintética de Steven Hawking es la solución tecnológica más conocida para permitir hablar a personas con parálisis, pero la tecnología ha evolucionado mucho desde entonces, con implantes cerebrales que facilitan a pacientes controlar ordenadores sin mover un músculo.

No todas las personas necesitan soluciones tan permanentes, algunos solo requieren de cierta ayuda mientras se recuperan de un accidente cerebrovascular. Para estos casos, científicos de la Universidad de Cambridge han desarrollado este curioso dispositivo basándose en investigaciones previas.

Revoice es un invento que combina sensores ultrasensibles e inteligencia artificial para decodificar señales de voz y señales emocionales con el objetivo de ayudar a las personas con problemas del habla posteriores para que sigan comunicándose de forma más natural mientras se recuperan.

“Cuando las personas sufren disartria después de un ictus, puede ser extremadamente frustrante, ya que saben exactamente lo que quieren decir, pero les cuesta físicamente expresarlo, ya que las señales entre el cerebro y la garganta se han visto alteradas por el ictus”, explica el profesor Luigi Occhipinti, uno de los líderes del equipo de investigación.

La alteración del habla, conocida como disartria, es una consecuencia muy común de los accidentes cerebrovasculares como los ictus y afecta a casi la mitad de los supervivientes. Un accidente cerebrovascular puede causar debilidad en los músculos faciales y las cuerdas vocales, lo que dificulta hablar con fluidez, claridad o frases completas.

Las personas con esta complicación médica se acaban recuperando con el tiempo. El tratamiento consiste principalmente en ejercicios con un logopeda para recuperar su capacidad de comunicación, principalmente mediante la repetición de palabras. Con este tratamiento pueden tardar en recuperarse entre unos pocos meses o más de un año.

Por ello, soluciones invasivas como el uso de implantes cerebrales sería excesivo e innecesario en el futuro. Revoice se presenta como una alternativa temporal, portátil y más confortable, como las muletas que sirven de apoyo mientras una persona se recupera de una rotura.

Los investigadores creen que más allá de estos casos, el dispositivo también podría ayudar a personas con enfermedades como el Parkinson y enfermedades de la neurona motora, siendo la más conocida la Esclerosis Lateral Amiotrófica (ELA), sin tener que someterles a cirugías complejas.

¿Cómo funciona?

Como muestran las imágenes, Revoice es una gargantilla de tela suave que se ajusta cómodamente al cuello cubriendo la garganta. La parte técnica se compone de sensores de tensión textiles y una placa de circuito impreso inalámbrica.

Revoice se basa en dispositivos anteriores como el collar Speechin que depositaba una cámara a la altura del pecho y la enfocaba a la boca y garganta para analizar los movimientos de los músculos. Esta idea demostró una precisión del 90,5 % y del 91,6 % al reconocer el inglés y el mandarín, respectivamente.

Pero estas cifras disminuyeron significativamente cuando los voluntarios usaba el dispositivo mientras caminaban, ya que sus estilos de caminar individuales hacían que sus cabezas se movieran de forma impredecible. El sistema también requería hablar lento, casi palabra por palabra.

El software de Revoice se basa en inteligencia artificial y se encarga de decodificar las señales de voz mediante dos agentes de IA: el primero reconstruye las palabras a partir del habla en silencio y predice frases leyendo las vibraciones de los músculos de la garganta; mientras que el segundo detecta el estado emocional del paciente midiendo el pulso cervical.

Con estos dos métodos combinados, el dispositivo no solo reconstruye frases completas, sino también hace que sean emocionalmente resonantes y lógicas. El dispositivo también utiliza un modelo de lenguaje grande y ligero (LLM) integrado para predecir oraciones completas, por lo que consume muy poca energía.

Pruebas con errores

Tras una prueba inicial con participantes sanos para optimizar el dispositivo, posteriormente se probó en cinco pacientes con ictus, mostrando tasas de error impresionantemente bajas: 4,2 % para palabras y 2,9 % para oraciones.

Con la colaboración de un equipo de científicos de China, el estudio consistió en que los participantes articularan frases cortas usando el dispositivo. Asintiendo dos veces, el paciente podía convertir esas frases cortas en una oración más compleja utilizando el LLM integrado.

Así, la frase "Vamos al hospital" y Revoice la convirtió en "Aunque se hace tarde, sigo sintiéndome incómodo. ¿Podemos ir al hospital ya?". Los participantes mostraron un aumento del 55 % en la satisfacción con el equipo y confirmaron que el dispositivo les permitió comunicarse con la misma fluidez que antes del ictus.

Los investigadores están planeando un estudio clínico en Cambridge para pacientes angloparlantes nativos con disartria para evaluar la viabilidad del sistema, que esperan lanzar este año.

Si bien se requerirán extensos ensayos clínicos antes de que el dispositivo esté ampliamente disponible, los investigadores esperan que futuras versiones del dispositivo incluyan capacidades multilingües, una gama más amplia de estados emocionales y un funcionamiento totalmente autónomo para el uso diario.