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Neuroscienze

Google Science Fair 2014: Un innovativo device low-cost permetterà di convertire il respiro in linguaggio

Scritto da Gianmarco Rogo
Arsh Shab Dilbagi, uno studente indiano di soli 16 anni, è l’ideatore di un rivoluzionario strumento realizzato con l’ausilio di uno dei più noti micro-controllori attualmente in commercio: Arduino.

Talk” – questo il nome dell’innovativo device – è un dispositivo di Comunicazione Aumentativa e Alternativa (CAA) predisposto alla conversione del respiro in una forma comprensibile di eloquio. Dilbagi sostiene che l’ispirazione al suo progetto è nata osservando che l’ 1,4% dell’intera popolazione mondiale è incapace di esprimersi autonomamente; questo strumento potrebbe aiutare un enorme numero di persone: si pensi, approssimativamente, all’intera popolazione della Germania.

Google-Science-Fair-2014-logo

Google Science Fair è una competizione scientifica e tecnologica online di livello internazionale, individuale o di gruppo, per persone di età compresa tra 13 e 18 anni. Arsh Shab Dilbagi è stato l’unico concorrente proveniente dall’Asia che ha partecipato all’edizione 2014 presentando il suo ambizioso progetto “Talk” ed è risultato vincitore del premio “VOTER’S CHOICE AWARD”.

“In breve, Talk ha tutte le potenzialità per poter cambiare il mondo offrendo alle persone affette da disturbi dello sviluppo, tra cui sindrome locked-in, sclerosi laterale amiotrofica (SLA), nonché da mutismo, la possibilità di comunicare ed interagire con il mondo come mai successo prima d’ora” – dice Dilbagi.

E’ il mio turno per cambiare il mondo.

 

Arduini UNO (sinistra); MEMS Microphone (destra).

Arduini UNO (sinistra); MEMS Microphone (destra)

Grazie all’utilizzo del solo micro-controllore Arduino – dal costo irrisorio di 25$ – come cuore del progetto, Dilbagi ha reso il suo dispositivo estremamente economico ed accessibile pressoché a tutti: si tratta, infatti, di un dispositivo portatile e leggero acquistabile per appena 80 dollari. I dispositivi CAA attualmente in commercio costano migliaia di dollari, senza contare che Talk aumenta il tasso di eloquio di almeno il 300%.

Il principio di funzionamento è davvero semplice: Talk si occupa della conversione del respiro in linguaggio grazie alla conoscenza del codice Morse. Si tratta di una tecnologia innovativa (il cui brevetto è ancora in attesa di registrazione) che si serve delle variazioni nel respiro della persona per aiutarla a dettare lettere che vengono poi combinate e sintetizzate in frasi oppure, selezionando la varie modalità, di esprimere comandi e frasi specifiche. In altre parole, con un opportuno algoritmo, ogni pattern (o modello) di respirazione che varia in lunghezza ed intensità può essere tradotto in parole o altri comandi.

Uno speciale microfono collegato direttamente ad Arduino (MEMS Microphone) raccoglierà successivamente alcuni campioni del respiro e li convertirà in precisi segnali elettrici.  Il micro-controllore si occupa, quindi, dell’interpretazione di tali segnali e della traduzione in linguaggio umano offrendo, al momento, la disponibilità di sintesi vocali già in 9 diverse lingue.

“Dopo aver deciso il design finale con i miei amici e la mia famiglia, organizzai un incontro con il primario di neurologia del Sir Ganga Ram Hospital ed iniziai a testare Talk con un paziente affetto da SEM e morbo di Parkinson sotto la supervisione di un dottore in un ambiente controllato.” – spiega Dilbagi.

“Il paziente fu in grado di inviare due distinti segnali usando il respiro e lo strumento funzionò perfettamente.”

 

Prima della pubblicazione del prototipo finale ci sono voluti 3 mesi di ricerca e altri 7 per la realizzazione.

Visita la pagina del progetto “Talk” su Google Science Fair.

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Informazioni autore

Gianmarco Rogo

Ideatore ed amministratore del Network di IngegneriaBiomedica.org.
Nutre particolare interesse per gli strumenti dell’Ingegneria Informatica ad uso biomedicale.
Appassionato dal percorso formativo in Ingegneria Biomedica e spinto dalla forte curiosità verso la robotica, l’automazione e l’elettronica in generale, si avvicina all’attivo ambiente dei cosiddetti Artigiani Digitali, o “Makers” lavorando alla programmazione di micro controllori e sistemi embedded. Nel 2014, con il progetto LM35: Analisi e elaborazione dei dati si classifica primo al concorso “Make a project – Critics” indetto nella Community italiana Arduino.
Lavora allo sviluppo di sistemi per domotica e telecontrollo per monitoraggio di energie rinnovabili.

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