Se esprimersi parlando è qualcosa di comune e perfino banale per miliardi di persone in tutto il mondo, sono milioni coloro soffrono di disturbi alla fonazione. E anche senza che questo porti a danni permanenti, secondo alcune ricerche quasi il 30% della popolazione si trova a sperimentare nel corso della vita almeno un disturbo nella voce. Finora, per quanti non hanno la fortuna di un disturbo passeggero, una sorta di condanna a vita, visto che terapie e strumenti per contrastare il disturbo sono assai costose e spesso invasive, e consistono in genere in trattamenti chirurgici che assicurano un recupero per un tempo variabile fra tre mesi e un anno, al netto di diversi mesi di silenzio assoluto.
Finora, almeno, è stato così, ma qualcosa potrebbe cambiare a breve grazie ad un progetto che da anni impegna un team di scienziati della “Samueli School of Engineering”, dipartimento della “University of California” guidato dal bioingegnere Jun Chen, che ha ideato un cerotto elastico capace di risolvere la maggior parte dei problemi legati all’uso della parola. Una squadra che era già balzata agli onori delle cronache per aver ideato un guanto capace di tradurre la lingua dei segni.
Il cerotto si basa sull’uso dell’Intelligenza Artificiale e su un algoritmo ad apprendimento automatico che traduce i movimenti muscolari in frasi di senso compiuto.
I risultati dell’esperimento, pubblicati su “Nature Communications” e resi possibili dai finanziamenti dei “NIH”, gli istituti nazionali di sanità statunitensi, punto di riferimento mondiale nella ricerca biomedica. Il cerotto, largo 3 cm, spesso un millimetro e dal peso contenuto in 7 grammi, si applica al collo, in una posizione che permetta di rilevare i movimenti delle corde vocali e dei muscoli laringei. Non risente dell’umidità prodotta da un’eventuale sudorazione.
Il nuovo dispositivo è formato da due parti: un sistema di rilevamento auto-alimentato che ricava e converte i segnali generati dai movimenti muscolari in segnali elettrici, ad alta fedeltà, e li traduce in segnali vocali utilizzando un algoritmo di apprendimento automatico. Il secondo è un attuatore che trasforma i segnali nell’espressione vocale desiderata. Le due sezioni sono composte da un sottile strato siliconico biocompatibile di polidimetilsilossano, PDMS, con proprietà elastiche e da uno strato per l’induzione magnetica in rame. Tra i due componenti è inserito un quinto strato con PDMS mescolato con micromagneti per generare un campo magnetico. Il ruolo fondamentale è quello del meccanismo di rilevamento dei cambiamenti nel campo magnetico quando viene alterato da forze meccaniche, come il movimento dei muscoli laringei, tradotti attraverso l’IA con una precisione quasi assoluta, pari al 95%.
Il cerotto è stato testato finora su otto adulti sani per raccogliere il movimento dei muscoli laringei, ed è già in corso la fase successiva di sperimentazione su soggetti con disturbi della fonazione, dove sta dando risultati incredibili.
“Questo nuovo dispositivo rappresenta un’opzione non invasiva per assistere i pazienti nella comunicazione durante il periodo precedente al trattamento e in quello successivo”, spiega Chen, fra gli scienziati più citati al mondo, che all’Ucla guida il gruppo di ricerca in bioelettronica indossabile.
