Google 發表新 AI 語音技術研究 語言障礙者的話更能聽懂

藉由 Parrotron 端到端語音到語音訓練,省去中間的文字轉錄,即使出現錯誤,生成的輸出語音在聲音上聽起來和輸入語音的原意會更接近,聽者能更好理解
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今年 I/O 上 Google 展示了對語言障礙者的最新計劃,Project Euphonia 團隊透過 AI 幫助語言障礙者也能進行溝通,過去像是漸凍人、中風、帕金森氏症等神經系統疾病患者在溝通非常有挑戰性。

Project Euphonia 團隊透過 Google 軟體將錄下的語音轉成聲譜圖,或以更視覺化的圖像方式來呈現聲音,再利用聲譜圖訓練系統,優化機器辨識這些非典型的語音資料。

近日,Google 在官方文章上再公布了最新的進度,新的深度神經網路研究,推出新的計劃 Parrotron,Parrotron 由單個端到端深度神經網絡訓練而成,能將自非典型語音模式的說話者(可能是漸凍人、聽障者)一般人與電腦較難辨識的語音,直接轉換為流利的合成語音,且過程完全不需要另外生成文字,跳過語音辨識的中間步驟。

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在今年 Google 東京舉辦的 AI 機器學習論壇上,Google 也在多個「AI for social good 」專案中,將 Project Euphonia 作為案例,表達出用科技讓身障者能重新與世界連結的決心,過去自使用 Google Home 等語音助理對他們來說是遙不可及的。

Google AI 產品經理 Julie Cattiau 說明藉由新的語音辨識模型,語言障礙人士能透過此讓機器聽懂指令,也能用可辨識手勢、眨眼等的電腦視覺模型,讓語言障礙者更獨立表達。

Google AI 產品經理 Julie Cattiau 在Google 東京 AI 論壇

Google  在新文章中指出,Euphonia 已經建立了語言障礙者個性化的語音轉文字模型,輸出語音到 TTS 系統再從結果合成語音,將聾啞人士的單字錯誤率從 89% 降低到 25%,實現與 Parrotron 類似的目標。

然而,在這樣的方法中,機器可能選擇到不正確的單字產生具有其他含義的單字/句子,讓溝通上產生誤差。而藉由 Parrotron 端到端語音訓練,即使出現錯誤,生成的輸出語音在聲音上聽起來和輸入的語音會更接近。

Google 找來患有失聰的工程師 Dimitri Kanevsky,他也是 Google 語音研究員,錄製了15小時的語音資料庫,透過 Parrotron 系統的幫助,不論是語音辨識系統還是人類觀眾,都更聽的懂他的語句。

相較之下於過去的語音模型及數, Parrotron 是語言障礙的人士更精準的「傳聲筒」,在論文討論關於 Parrotron 更多應用,在 Github 中也能找到其他音頻樣本,有興趣的讀者也能前往查看。


運動科技新革命: IoT 結合數據分析,奧運跆拳銅牌羅嘉翎國手養成之路揭秘

運動科技為近年運動產業顯學,現在賽場上,不僅較勁各選手的體力及技術,更考驗各國科學技術導入,輔佐選手的程度。有效運用運動科技,不僅可避免傷害外,更能提升訓練品質,提升選手佳績。
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今年 8 月剛落幕的 2020 東京奧運,台灣選手獲得 2 金 4 銀 6 銅的 12 面獎牌,不僅寫下史上最佳參賽成績,且分別在 10 種不同項目奪牌,令各界大為驚艷。近年健康意識抬頭,下班後會自發去運動的人越來越多,種種現象顯示著台灣的運動風氣已逐漸成熟,而運動科技正是背後的隱形推手。

科技部致力推動產學界合作,結合運動科學、智慧科技與數據分析,輔助選手精準練習,用最有效率的方式提升表現,讓運動訓練不再是土法煉鋼。運動科技的應用也能幫助一般人,在日常生活中更聰明更健康的做運動。由於商機龐大,運動科技早已成為各國在運動競技賽事與產業發展積極佈局的新型態競爭場域,一起來看看它為台灣體育帶來了什麼樣的改變吧!

透過科技幫助運動選手了解自身狀態,穩扎穩打求進步

年僅 19 歲的跆拳道選手羅嘉翎,首戰奧運便打敗多國好手,一舉拿下銅牌。從小在道館長大,幼稚園就跟著爸爸、哥哥練習跆拳道,小學開始在國內比賽嶄露頭角,國二首次參加青少年國際賽事後更不斷奪金。然而,初生之犢的她,卻是好不容易才站上奧運這個舞台。

「小時候的確身高有優勢,但剛轉去成人組時還滿挫折的」,帶著青少年時期的亮眼成績,羅嘉翎在高一下加入跆拳道國家隊,被延攬至國家運動訓練中心(以下簡稱:國訓中心)接受國手培訓,「裡面都是大學的學長姐,訓練強度很高,剛進去時很不適應,那段時間比賽成績也不理想,晚上都會打電話給媽媽哭訴。」

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羅嘉翎分享,國訓中心的訓練方式很有系統,除了完備的訓練器材,還會透過科學儀器評估選手的運動表現,也定期使用生化檢測儀器,每月至少1次檢測疲勞度與血氧量,維護選手的身體健康。

「運動科技可以幫助我了解自己現在的狀態,還有需要加強哪些地方」,羅嘉翎表示,選手的日常就是不斷練習、調整好狀態,透過數據分析可以清楚知道自己的強弱項,「像我需要加強肌力,這樣訓練有方向,進步也會比較穩。」

沒有因挫折放棄跆拳道,羅嘉翎持續在國訓中心自我精進,再加上慢慢調整心態,她逐漸適應了高強度的訓練,也找回了享受比賽的初衷。

事實上,台灣自 2012 倫敦奧運以來,就沒有在跆拳道項目拿過獎牌,羅嘉翎也坦承因此感受到不小的壓力,「拿到奧運資格時我爆哭,但我不是被看好奪牌的選手,就想說放鬆去打。」沒想到放下得失心,反而幫助自己贏得了銅牌的好成績。

國立體育大學技擊運動技術學系副教授王翔星分享,針對跆拳道選手的檢測主要有3方面,包括以「線性位移偵測器」檢測選手連續 3 次跳躍的爆發力與穩定度,評估賽場上攻擊動作的力量輸出率;以及透過「測力板」檢測 50 毫秒發力率( RFD,Rate  of Force Development ),以觀察選手腳蹬地出發與踢擊到對手瞬間的力量表現;還有「慣性感應器」則是用來檢測選手的反應能力與速度。

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「現在的訓練方式跟以前差很多,得分的方式不同,教練的觀念也需要調整。」過去也曾是跆拳道選手的王翔星說,以往求勝心切的選手容易練到渾身是傷,現在藉由運動科技的輔助,能精準掌握練習進度,避免過度訓練、減少運動傷害,是更有效率的訓練方式。

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王翔星也表示,培育一名優秀的選手相當不容易,這幾年開始將運動科技帶進國、高中,就是希望能讓年輕選手儘早接觸到運動科技的專業訓練觀念,避免選手在早期生涯就受到嚴重的運動傷害而留下遺憾,未來能夠更上一層樓。

產業跨界結合,讓運動科技深入全民健康生活

目前 5G 正式邁入商業化,宅經濟當道,運動科技的應用也有了更多可能性。「台灣科技業的研發能量強大,運動產業也很有國際競爭力,我認為應該能結合兩者的強項來解決許多問題,例如居家健身沒人指導,該怎樣才不會受傷。」國立臺灣師範大學運動競技學系研究講座教授相子元表示。

相子元主修生物力學出身,被譽為台灣運動科技教父,同時擔任國訓中心運動科學小組總召集人。他很早就投入運動科技與產業結合的研究,作為科技部「精準運動科學研究專案計畫」的執行團隊之一,目前團隊已開發出將壓力感測科技應用於智慧鞋、科技運動襪、機能衣、自行車功率表等產品。

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相子元認為,運動科技商品在亞洲市場很有潛力,目前台灣主要發展在 3 大面向:競技運動,如跆拳道、舉重、射箭;職業運動,如棒球、籃球;全民運動,如自行車、慢跑等。舉例來說, LPS(Local Positioning System ,局部定位系統)運用在團隊運動的訓練上,能讓教練、選手清楚知道跑位陣式,取代傳統手寫戰術,目前 NBA 美國職籃、國際足總FIFA的隊伍也都採用此技術。

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台灣選手在東奧打出亮眼成績值得喝采,相子元期待未來運動科技能協助更多選手精準運動、達到更好的表現,放眼 2024 巴黎奧運,並幫助更多人養成規律運動的習慣。接下來行政院主辦的「台灣運動x科技產業策略( SRB )會議」也即將登場,希望加深運動與科技產業的對話交流,讓運動科技越來越深入全民的生活。

SRB策略會議暫擬4大議題:

  1. 運動×科技產業升級創造新價值
  2. 智慧育樂創新服務建立營運新模式
  3. 融合科研成果與創新科技發展智慧新應用
  4. 台灣智慧育樂跨域環境整備

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