Onderzoek aan de Universiteit van Stirling, in samenwerking met Heriot-Watt, Edinburgh en Napier, heeft geleid tot de ontwikkeling van AI-brillen die de luisterervaring drastisch kunnen verbeteren voor mensen met gehoorverlies.
Via een ingebouwde camera volgen deze brillen realtime de lipbewegingen van een spreker. Een smartphone-app stuurt de audio- en videocontent via 5G naar een krachtige cloudserver, waar AI via audiovisuele spraakverbetering de stem isoleert van omgevingsgeluid. Het gezuiverde geluid wordt vervolgens vrijwel direct teruggestuurd naar het hoortoestel of de koptelefoon van de gebruiker. De technologie is bovendien effectief in lawaaierige omgevingen met overlappende geluiden, zoals meerdere mensen die tegelijk spreken of ‘storend’ achtergrondgeluid.
Nieuwe generatie hoortoestellen
Dr. Ahsan Adeel van de Universiteit van Stirling noemt het "verheugend dat de visie op de volgende generatie hoortoestellen nu vorm krijgt", mede dankzij samenwerking met de andere universiteiten. De technologie gaat verder dan traditionele AI; het maakt gebruik van de eigenschappen van piramidale neocorticale cellen voor menselijke spraakverwerking op cellulair niveau. Dit resulteert in hoortoestellen die:
- minder stroom verbruiken dan een gloeilamp
- minimale vertraging (latentie) bieden
- volledige privacy garanderen
Ook draagt deze aanpak bij aan een beter begrip van de neurobiologie van multisensorische spraakverwerking, en draagt het bij aan de ontwikkeling van biologisch geïnspireerde hoorsystemen die menselijke prestaties benaderen.
“Deze baanbrekende aanpak verschuift van abstracte, cognitieve audiovisuele modellen op menselijk niveau naar echte multisensorische verwerking op cellulair niveau, waardoor 's werelds eerste gepersonaliseerde, zelfstandige, datacenter- en cloudonafhankelijke, biologisch plausibele hoortoestellen mogelijk worden – een prestatie die de huidige AI en neuromorfische systemen te boven gaat”, aldus dr. Adeel.
Van uitvinding naar praktijk
Hoewel het nog een prototype betreft, zijn de eerste gebruikersresultaten veelbelovend. Er zijn gesprekken gaande met fabrikanten om de technologie op schaal beschikbaar, betaalbaar én toegankelijk te maken. Workshops met draagbare gebruikers vinden al plaats, waarbij geluidsmonsters van alledaagse omgevingen worden verzameld.
Volgens projectleider Professor Mathini Sellathurai van Heriot‑Watt hoeft de gebruiker alleen maar te kijken naar wie hij of zij wil horen. Zelfs bij meerdere gesprekspartners filtert de AI automatisch de gewenste stem. Dankzij 5G is de vertraging zo klein dat gesproken kan worden over een realtime ervaring.
De technologie heeft potentie voor bredere toepassingen: van gebruik in lawaaierige omgevingen zoals cafés en ziekenhuizen, tot op booreilanden. Het doel is om barrières te doorbreken en meer mensen, vooral kinderen en ouderen, toegang te geven tot betaalbare, AI-gestuurde gehoorondersteuning.
AI innovatie voor doven en slechthorenden
Er wordt al langere tijd op verschillende plekken onderzoek gedaan naar de meerwaarde van AI voor doven en slechthorenden. Zo werd eind 2023 een AI-gestuurd en ‘zelf afstelbaar’ hoortoestel door de FDA goedgekeurd voor de consumentenmarkt. Dat toestel is uitgerust met de innovatieve en bekroonde Tuned app. Deze slimme app maakte gebruik van de eerste, wereldwijd gepatenteerde AI-gehoorassistent.
En in 2019 ontvingen onderzoekers van het LUMC al een NWO-subsidie van €2,3 miljoen om met AI de effectiviteit van cochleaire implantaten (CI’s) te verbeteren. In tegenstelling tot traditionele tests in geluidsarme luistercabines, richt het onderzoek zich op alledaagse luistersituaties zoals schoolklassen, speelplaatsen en werkplekken, waar omgevingsgeluiden zoals verkeer, gesprek en lawaai een rol spelen. Doel van het onderzoek was om machine learning-technieken te ontwikkelen waarmee CI's zelflerend worden. Deze kunnen bijvoorbeeld signalen optimaliseren, achtergrondgeluid beter onderdrukken of combinaties van signalen van beide oren verwerken, zodat gebruikers gesprekken beter kunnen volgen terwijl mensen zich verplaatsen.
