Alat Tempel Tenggorokan Ini Dapat membantu Orang Bicara Tanpa Pita Suara

JAKARTA- Perangkat baru dan fleksibel yang dipasang di leher dapat menerjemahkan gerakan otot menjadi ucapan. Ini memungkinkan orang berbicara tanpa menggunakan pita suara.

Tambalan kecil tersebut tidak hanya mendeteksi gerakan tenggorokan yang terkait dengan ucapan, namun juga memanfaatkan gerakan tersebut untuk menghasilkan listrik. Hal itu berarti perangkat dapat dioperasikan tanpa baterai atau dicolokkan ke sumber listrik.

Perangkat tersebut, dijelaskan dalam penelitian yang diterbitkan Selasa 12 Maret 2024 di jurnal Nature Communications. Secara teoritis dapat membantu orang dengan gangguan suara yang disebabkan oleh kerusakan atau kelumpuhan pita suara untuk berkomunikasi. Termasuk mereka yang baru pulih dari operasi kanker tenggorokan.

Penulis utama studi Jun Chen , asisten profesor bioteknologi di Universitas California, Los Angeles, mengatakan ide untuk patch tersebut muncul setelah dia menghabiskan beberapa jam mengajar. Dari kegiatan itu dia merasakan suaranya menjadi lelah.  Kemudian dia membayangkan cara untuk mengatasi masalah ini, dengan memungkinkan seseorang berbicara tanpa menggunakan pita suaranya.

• Gunakan REC PLN, Katoda Tembaga Freeport Jadi Produk Hijau Berdaya Saing Tinggi
• Mobil Listrik Xiaomi Bakal Resmi dirilis 28 Maret
• Integrasi Tol Japek-MBZ Pangkas 60 Persen Waktu Perjalanan

Pemikiran tersebut mengarahkan Chen dan rekan-rekannya untuk merancang soft patch yanga memungkinkan orang untuk berbicara ketika mereka kehilangan kemampuan tersebut. Atau sedang dalam masa pemulihan dari gangguan vokal sementara.

“Desain tambalan tersebut bergantung pada penelitian yang diterbitkan pada tahun 2021 di jurnal Nature Materials , serta penelitian material sebelumnya,” kata Chen kepada Live Science. Dia juga merupakan penulis senior studi tahun 2021 tersebut.

Sejak pertengahan abad ke-19, para ilmuwan telah mengetahui  sifat magnetik beberapa logam kaku dapat berubah ketika logam tersebut diberi tekanan mekanis. Contohnya adalah paduan besi dan galium, yang disebut Galfeno yang keadaan magnetnya berubah saat Anda menekan atau mengubah bentuk material. 

Dalam studi mereka pada tahun 2021, Chen dan rekan-rekannya menunjukkan konsep yang sama dapat bekerja dengan bahan lembut dari magnet kecil yang tertanam di dalam silikon tipis.

Kini, dalam penelitian terbaru mereka, tim telah memanfaatkan bahan ini dalam bentuk tambalan yang merespons tekanan halus yang diberikan oleh pergerakan otot tenggorokan. Ketika seseorang melakukan gerakan-gerakan yang diperlukan untuk berbicara, materi tersebut merespons dengan menghasilkan sinyal-sinyal listrik yang dapat diterjemahkan ke dalam ucapan.

Lima Lapisan

Untuk mencapai hal ini, tambalan dibuat dari lima lapisan yang sangat tipis. Lapisan luar tambalan terbuat dari bahan silikon yang lembut dan fleksibel. Sedangkan lapisan tengah terbuat dari silikon dan mikromagnet menghasilkan medan magnet  bervariasi mengikuti pergerakan otot tenggorokan. Dua lapisan yang mengelilinginya, terbuat dari gulungan kawat tembaga yang  menerjemahkan perubahan medan magnet menjadi sinyal listrik.

Sinyal listrik ini kemudian dimasukkan ke algoritma mesin pembelajaran yang menerjemahkan sinyal menjadi ucapan. Untuk melatih algoritme, setiap peserta penelitian mengulangi lima frasa pendek masing-masing 100 kali sementara program melacak pergerakan tenggorokan mereka. Ini mengajarkan sistem untuk mengasosiasikan gerakan tertentu dengan frasa tertentu.

• IHSG Kembali Koreksi, Saham ACES, BRIS, PTBA dan TOBA Menarik Disimak
• Prospek Saham Antam (ANTM) Kala Penjualan Emas Digenjot Naik 43 Persen
• Tom Jones Konser di Jakarta 8 Maret, Tiket Masih Tersedia!

Dalam demonstrasi teknologi yang melibatkan delapan orang tanpa masalah bicara, algoritma tersebut sekitar 95% akurat dalam menerjemahkan impuls listrik menjadi ucapan. Pengujian ini dilakukan dengan menggunakan frasa dan kalimat pendek yang sama dengan yang digunakan algoritma tersebut.

Dalam percobaan yang berbeda, para peserta diminta untuk mengucapkan kalimat tersebut dengan keras atau mengucapkannya tanpa suara. Pengujian  menunjukkan dalam kedua kasus tersebut, algoritma dapat dengan andal menerjemahkan gerakan otot ke dalam bentuk gelombang yang benar.

Meskipun hasil ini menjanjikan, patch ini masih dalam tahap awal pengembangan. Pengujiannya terbatas hanya pada delapan orang yang mengucapkan beberapa frasa. Juga belum diuji pada orang dengan gangguan bicara. Chen mengatakan keterbatasan lainnya adalah proses pembuatan patch yang ada saat ini perlu ditingkatkan dan dibuat lebih efisien agar  dapat diproduksi dalam jumlah besar.