Gli apparecchi acustici moderni possono fare molto di più rispetto ai modelli sviluppati negli anni precedenti, migliorando non solo l’amplificazione del suono, ma garantendo agli utilizzatori nuove funzionalità. Aziende come Starkey stanno implementando funzioni per il monitoraggio delle attività cognitive, per gli esercizi e diversi strumenti legati alla salute mentale e alla sicurezza durante il giorno.
La storia di David Kruse
La storia di David Kruse, cittadino del Nord Dakota che durante una giornata molto fredda decise di recarsi fuori casa per pulire il filtro d’aria del purificatore, è particolarmente significativa poiché nel mentre cercava di effettuare questa operazione inciampò e cadde da solo lungo il suo vialetto. Kruse racconta che, oltre a vergognarsi della sua vestaglia e dei pantaloncini, si era sbucciato il braccio e lussato una spalla, battendo poi la testa sul paraurti dell’automobile vicina.
David Kruse ha 71 anni ed è un utilizzatore di apparecchi acustici prodotti da Starkey, azienda leader nel settore ormai da anni, nello specifico David indossa i loro dispositivi muniti di rilevamento delle cadute. Quando cadde, era pronto per avvisare sua moglie che sarebbe arrivata in circa due minuti grazie al sistema tecnologico implementato all’interno del dispositivo.
L’evoluzione tecnologica degli apparecchi acustici
Kruse è uno degli oltre 44 milioni di americani con perdita dell’udito, ed è anche tra quelli che rappresentano il 25% che utilizzano effettivamente un apparecchio acustico. Lo stesso protagonista di questa storia racconta che non avrebbe mai pensato di indossare un accessorio acustico per non cadere nello stigma di essere una persona anziana.
Un americano su tre, con età compresa tra 65 e 74 anni, utilizza apparecchi acustici e soffre di perdita dell’udito dopo i 75 anni. Sebbene tali valori evidenzino come circa la metà delle persone potrebbe aver bisogno di uno strumento acustico, ancora oggi la gran parte di loro preferisce non affidarsi a una soluzione del genere. Questa diffidenza è legata al fatto che gli anziani sono convinti che gli apparecchi acustici siano appariscenti e poco pratici, ma negli ultimi anni la tecnologia ha fatto molta strada ed ha eliminato buona parte dei disagi riscontrati in passato.
Achin Bhowmik, Chief Technology Officer e Vicepresidente esecutivo del settore Engineering presso Starkey, evidenzia come attualmente l’azienda si ponga principalmente tre domande per assecondare le esigenze degli utilizzatori finali: si possono realizzare apparecchi acustici che le persone siano orgogliose di mostrare e non vogliano nascondere? Si può usare la tecnologia moderna per amplificare in modo intelligente il suono? E si può trasformare questo dispositivo in un dispositivo multifunzionale?
Le funzioni aggiuntive degli apparecchi acustici moderni
Gli apparecchi acustici sviluppati negli ultimi anni vanno oltre l’orecchio, infatti, essi si connettono agli smartphone tramite Bluetooth, possono monitorare i passi, l’esercizio fisico e con le nuove tecnologie fare molto di più, come, per esempio, rilevare le cadute o prevedere possibili inciampi.
Bhowmik sottolinea come un giorno tutti sentiranno l’esigenza di un dispositivo di questo genere non solo per amplificare il suono circostante, ma anche per monitorare la salute. Achin indossa ogni giorno il suo dispositivo dopo averlo caricato durante la notte, per poi toglierlo quando deve andare a dormire. Indossa precisamente l’ultimo modello prodotto da Starkey, il Genesis AI. Il prodotto ha dimensioni estremamente contenute, è invisibile e viene posizionato nella seconda curva del condotto uditivo. Esistono diverse versioni, passando da quelle in-ear leggermente più grandi a quelle che si appoggiano dietro l’orecchio.
Achin Bhowmik utilizza il Genesis AI tutto il giorno per effettuare chiamate, incontri, ascoltare musica e svolgere in modo tranquillo la sua vita. La funzione di amplificazione del suono può essere attivata quando si desidera, adattandola all’ambiente circostante e alle attività che si stanno svolgendo. Attivando le funzioni avanzate si può scegliere se dare priorità alle voci oppure ai suoni ambientali, dato che chi soffre di perdita d’udito tende a dare priorità alle voci degli interlocutori.
Anche Lawrence Lusting, presidente del Dipartimento di chirurgia della testa e del collo di otorinolaringoiatria presso il College of Physicians and Surgeons della Columbia University, testimonia come i suoi pazienti spesso evidenziano che non riescono a sentire il suono in modo preciso e chiaro come una volta. Visitando da 80 a 100 pazienti a settimana ha riscontrato che la perdita dell’udito è una combinazione di ciò che accade nell’orecchio e nel cervello. Una perdita uditiva prolungata e non affrontata fa sì che le parti del cervello che elaborano il suono ricevano meno stimoli. Possono indebolirsi o addirittura atrofizzarsi, ma la maggior parte delle perdite uditive legate all’età hanno a che fare con la frequenza, che è una funzione dell’orecchio, non del cervello, infatti, molti pazienti di Lustig riescono ancora a sentire, ma le voci sembrano ovattate.
Usualmente i pazienti riportano problemi nelle frequenze alte, mentre in quelle basse riescono comunque a capire la gran parte dei suoni. Un adulto sui vent’anni ha una gamma uditiva da 20 Hz a 20.000 Hz, anche se nella gran parte dei casi i suoni quotidiani spaziano tra 2000 e 8000 Hz. Nella condizione in cui la gamma superiore scende al di sotto di 7000 o 8000 Hz, si possono presentare problemi di udito.
Le consonanti, così come le vocali generano una struttura diversa del suono, per questo motivo il dispositivo acustico ha il compito di aiutare a ripristinarle alzando il volume delle frequenze alte, cioè quelle che definiscono la voce. Già negli anni ’70 era possibile amplificare specifiche frequenze, ma non era semplice regolare la soppressione dei rumori. Non è un caso che, quando si entra in un ristorante rumoroso e affollato, tutto il rumore della sala verrà amplificato risultando ancor più fastidioso.
Il ruolo dell’intelligenza artificiale negli apparecchi acustici
Affinché si possa sopperire a questo problema bisogna utilizzare un programma integrato nel dispositivo acustico capace di analizzare il segnale in entrata e attenuarne le frequenze; come dice Ian Bruce, professore di ingegneria elettrica e informatica alla McMaster University in Ontario.
Il professore sottolinea come l’elaborazione del segnale digitale (DSP) sia già utilizzata dagli anni ’80, ma che la tecnologia a disposizione non garantisse una miniaturizzazione sufficiente per offrire agli utenti un comfort perfetto. Nel 1995 si sviluppò il primo apparecchio acustico digitale, ma solo oggi, grazie all’implementazione dell’intelligenza artificiale, è possibile riscontrare dei risultati significativi. Gli apparecchi acustici Starkey hanno la capacità di analizzare costantemente l’ambiente e di adattare le frequenze in base alle esigenze.
Come evidenziato da Achin Bhowmik, il processore integrato nei nuovi dispositivi consente di analizzare precisamente le frequenze ambientali e di modificarle per garantire un suono pulito.
Il DSP ha, quindi, le capacità di sfruttare al meglio l’analisi statistica tradizionale e di implementarla con il machine learning, al fine di ottenere risultati migliori in tempi più brevi. L’intelligenza artificiale può sopprimere i suoni e garantire un’amplificazione perfetta in base al contesto e alle condizioni uditive dell’utente.
Sebbene l’AI possa aiutare a regolare automaticamente la soppressione dei rumori ambientali, è importante sottolineare che l’utilizzatore avrà comunque la possibilità di attivare la modalità Edge, che consente di ottimizzare il machine learning sulle voci.
Oltre a Starkey, anche altre aziende utilizzano l’intelligenza artificiale per determinare quali siano i suoni da attenuare e quali da amplificare, anche se non tutte usano le reti neurali profonde per farlo. La soppressione e il miglioramento del suono non sono le uniche soluzioni per affrontare la comprensione del parlato all’interno di ambienti rumorosi, ma grazie l’intelligenza artificiale si può abbinare l’elaborazione direzionale.
Ian Bruce sottolinea che per effettuare tale processo è necessaria l’installazione di più microfoni sul dispositivo, capaci di captare i suoni da diverse direzioni e di aiutare l’AI nella comprensione dei rumori ambientali.
Per esempio, l’azienda Signia utilizza un modello a fascio bilaterale. Come spiega Brian Taylor, direttore senior dell’audiologia, tale tecnologia crea quattro istantanee acustiche attorno a chi indossa l’apparecchio, precisamente tre avanti e una dietro, le quali consentono un’analisi AI per trovare l’input vocale. Taylor evidenzia che la condivisione dell’input avviene tramite segnale wireless tra più dispositivi, consentendo un’analisi più precisa degli elementi negli ambienti.
Come è facile dedurre, una soluzione di questo tipo permette di amplificare il suono a più persone alla volta, garantendo versatilità e longevità all’apparecchio acustico. Il costo di un dispositivo di questo tipo dipende dalle tecnologie utilizzate e dal marchio; Starkey, per esempio, con la gamma Genesis AI distribuisce i suoi prodotti da 2500 a 7500 dollari per modello; mentre un apparecchio acustico Signia può costare da 3000 a 7000 dollari.
Gli apparecchi acustici come strumento di monitoraggio della salute
Oltre a un’ottima amplificazione intelligente dei nuovi apparecchi acustici, è interessante analizzare quelle che sono le potenzialità di un dispositivo di questo tipo per la propria salute. Come alcuni prodotti tecnologici, anche quelli acustici possono monitorare movimenti e aiutare chi ha bisogno in caso di caduta. Lo stesso David Kruse ha utilizzato tali strumenti per camminare di più durante il giorno, svincolandosi dalla paura di cadere da solo mentre era lontano da casa. L’apparecchio acustico può rilevare il movimento e identificare il numero di passi dell’utente; magari in futuro sarà possibile anche determinare se l’utilizzatore abbia o meno un’andatura corretta al fine di prevenire possibili cadute.
Ian Bruce specifica come il sensore inerziale e il deep learning possano rilevare scenari in cui la persona potrebbe essere incline a cadere, avvisandola del rischio e prevenendo traumi e contusioni. Allo stesso tempo la tecnologia può aiutare inviando una segnalazione di aiuto a una persona cara vicina.
Il dottor Frank Lin tiene a specificare che chi soffre di perdita d’udito tende a isolarsi, perdendo stimoli e una socialità indispensabile per vivere bene. Purtroppo, l’isolamento e la solitudine rappresentano preoccupazioni significative per chi soffre di perdite dell’udito, influendo negativamente sulle terapie mediche: uno stress maggiore durante il giorno incide sulla salute fisiologica nel tempo.
Apparecchi acustici e privacy: una questione da affrontare
Mentre Signia e Starkey sviluppano apparecchi acustici sempre più utili per la salute, la solitudine resta ancora oggi un problema in primo piano da affrontare. Brian Taylor dà grande valore allo strumento My Wellbeing di Signia, che consente di monitorare l’interazione con il mondo di chi utilizza i loro dispositivi. Anche se in questo caso è necessario accettare l’informativa sulla privacy per accedere a tale funzionalità; dati che vengono utilizzati per il solo scopo di ottimizzare il dispositivo. Taylor valorizza la funzione che tiene traccia di quando l’utente parla, ma non di ciò che viene detto, al fine di garantire la massima privacy.
I dispositivi acustici Starkey hanno funzioni simili, ma il loro focus sono i problemi come l’isolamento e la depressione, sviluppando prodotti per il monitoraggio dell’umore. Si può rilevare se una persona è depressa e intervenire per migliorarne la qualità di vita. Anche in questo caso gli utenti hanno l’onere di firmare un accordo di privacy per usare questa funzionalità.
Per il dottor Frank Lin la versatilità di questi apparecchi permetterà a sempre più persone di indossarli e di migliorare la propria salute fisica e mentale. La tecnologia, grazie a una connettività senza fili, consente a parenti e utilizzatori finali di avere maggiore tranquillità quando si hanno problemi di udito.
Conclusioni
L’integrazione crescente con smartphone, smartwatch e tanti altri dispositivi intelligenti, permetterà a tutti di avere un controllo migliore del proprio udito, oltre a una sicurezza eccellente in caso di cadute ed eventi imprevedibili. Affinché ciò possa avvenire nel minor tempo possibile è necessario che le aziende collaborino tra loro e sviluppino strumenti capaci di interagire, al fine di creare uno standard utilizzabile in tutto il mondo a tutte le età.
