«Бекар»: слушай, говори, живи!

По данным ВОЗ на 2016 год, 5% населения мира – примерно 360 млн человек –  живут с потерей слуха, которая впоследствии приводит к нетрудоспособности; из них почти 32 миллиона – дети. А ведь слух – это важное условие для обучения, коммуникации и интеграции в социум.

Сегодня уровень инклюзивности среды стал показателем прогрессивности отдельно взятого государства/региона, но огромное количество инвалидов, в том числе и по слуху, не могут вести полноценную жизнь. Поэтому каждая новая разработка в области слуховой коррекции, способная поддержать или даже улучшить состояние слабослышащего, как минимум дает надежду на повышение качества жизни таких людей. Как максимум – позволяет человеку стать полноценным членом общества. В КНИТУ-КАИ такая разработка есть. Имя ей – «Бекар».

Доцент кафедры Специальных технологий в образовании (СТвО) КУИМЦ* Павел Викторович Накоряков рассказал о том, как возникла идея разработки, о планах на ближайшее будущее и о важности индивидуального подхода в коррекции слуха.

- Как пришла идея «Бекара»?

- 30 лет назад мы [вместе с профессорами, докторами технических наук Анатолием Васильевичем Кочергиным и Григорием Ивановичем Павловым] работали со школой Ласточкиной (ГБОУ «Казанская школа-интернат им. Е. Г. Ласточкиной» для детей с ограниченными возможностями здоровья), и однажды с двумя учениками произошел несчастный случай. Они погибли в двух шагах от школы, не услышав приближающегося автомобиля. Преподаватель школы, сурдолог, обратилась ко мне с просьбой сделать другим ученикам аппарат, чтобы собрать все звуки речевого диапазона и подать на те частоты, которые слышат глухие.

Сперва решить эту проблему пытались аппаратным методом, затем перешли к моделированию слухового аппарата  на компьютере. В конце концов запатентовали метод переноса частот или переноса информации с одних частот на другие. Сегодня уже ведущие слухопротезирующие фирмы выпускают заушные слуховые аппараты, в которых реализован наш принцип.

- Вы говорите конкретно про «Бекар»?

- Я говорю про идею. Основная разработка – это программа на компьютере, которая может смоделировать любой слуховой аппарат. Особенность программы в том, что мы можем выставить любые параметры, установить кривую слышимости для глухого человека,  оперативно менять усиление на различных частотах.

Как это происходит? Человек надевает наушники и слушает.  Мы моделируем слуховой аппарат на компьютере: обработка звука идет в цифровой форме, в высоком качестве и подается на обычные наушники. Потом мы поняли, что носить с собой на занятия компьютер обучаемый не может, оборудовать все классы компьютерами очень дорого, поэтому надо делать что-то переносное. К сожалению, в этот период, в 1990-е, наша промышленность была, мягко говоря, в упадке. Нам же хотелось сделать полностью российскую разработку. В конце концов, примерно в 2003-2005 годах у нас получился такой портативный аппарат «Бекар». Он полностью повторяет возможности компьютерной программы, но качество обработки звука похуже из-за слабого процессора.

Как это работает? Всем студентам я снимаю аудиограмму. Подавая тональные сигналы до 12 кГц, определяются пороги слышимости на всех частотах. Вот, например, возьмем одну аудиограмму: одно ухо совсем не слышит, а другое слышит на частоте до 2 кГц. Речевые звуки находятся на частоте от 2 до 5 кГц (в среднем человеческое ухо может улавливать и различать звуковые волны в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц).

Шипящие звуки человек с таким слухом слышать не может, поэтому попытки логопедов поставить ему речь проваливаются. Чтобы они услышали эти звуки, нужно информацию, «лежащую» выше 2 кГц, разместить на удобной для них частоте до 2 кГц. Для этого в программе есть функция частотной компрессии. Теми звуками, которые находятся на верхних частотах, модулируем средние частоты, и та информация, которую нормально слышащий человек воспринимает на частоте 5 кГц, глухой человек слышит на частоте 2 кГц. Информация искажена, но поскольку появляется слышимость, и себя он слышит тоже с этими искажениями, человек начинает произносить буквы правильно, как слышим эти буквы мы. Казалось бы, когда человек слушает преобразованный звук – это ужас, но мозг так или иначе воспринимает эту информацию, фильтрует каким-то образом, и все получается.

Обычные аппараты давали усиление на высоких частотах. В результате большая нагрузка шла на и так поврежденный слуховой аппарат, усугубляя ситуацию, и человек со временем продолжал глохнуть. Нервы погибали, и человек полностью терял слух. Наш метод позволяет в щадящем режиме, с небольшим усилением дать ему информацию с высоких частот, которая переносится на низкие. В результате нагрузка на слуховой аппарат уменьшается, и человек комфортно себя чувствует.

В январе 2018 года мы подавали грантовую заявку на создание слухоречевого тренажера на базе смартфона, а в июне выиграли. К концу года у нас будет еще и  мобильное приложение «Бекар».

- Когда вбиваешь в поисковике «слухоречевой тренажер», кроме «Бекара» выходит информация о тренажере «Соло». Это аналог?

- Да, мы знакомы с этим аппаратом. Это аналоговые устройства, там стоят обычные усилители, особенностей нашей разработки там нет. Наш портативный аппарат тоже неидеален: есть ряд недоработок, которые, когда мы его заказывали, не могли предусмотреть. Поэтому давно назрела необходимость его полностью переделать, но для этого нужны большие деньги. Мы очень долго вынашивали идею разработать программу для смартфона, поэтому я очень жду, когда разработчики продемонстрируют нам мобильное приложение. Возможно, в полном объеме реализовать задуманное не успеем, но сделаем хотя бы основной функционал.

Современные смартфоны позволяют реализовать много дополнительных функций. Пока по ряду причин мы реализовать полностью наши задумки не сможем, но основной функционал «Бекара» в приложение заложен. Потом можно будет какие-то дополнения создавать, расширения, которые создавали бы более комфортные условия глухим людям. Но об этом можно будет говорить только после удачной разработки основной программы.

Создатели аппарата отмечают, что занятия с «Бекаром» эффективнее всего проходят с детьми, у которых не до конца потеряны функции слуха и речи. В таких случаях регулярные тренировки приводят к улучшению показателей.

- Есть ли статистика, которая показывает, насколько «Бекар» эффективен?

- Еще работая при Артиллерийском училище, мы с помощью сурдологов со школы Ласточкиной проводили занятия с учениками. Велась статистика: как человек говорил в начале занятий, как через неделю, через месяц и так далее. Я точно помню один случай. Была девочка лет семи-восьми. И ко мне подошла сурдолог и сказала: «Я с ней четыре года мучилась, никак не могла поставить ей букву «ч». А у вас через месяц она ее произнесла, и очень четко!»

Я очень давно говорил Анатолию Васильевичу [Кочергину] о том, чтобы всех наших студентов оснастить одинаковыми слуховыми аппаратами. Потребность в этом я вижу потому, что студенты часто ко мне подходят и просят настроить слуховые аппараты. А фирм разных много, и к каждому аппарату нужен свой программатор. Если бы у наших подопечных были одинаковые слуховые аппараты, то на программатор нашлись бы средства. По несколько часов сидим после того, как определили аудиограмму, выясняем, как человек слышит, что плохо, а что хорошо. Затем слабослышащий еще занимается с сурдологом, после этого мы снова проверяем слух на наличие улучшений, что-то корректируем. Ведь к каждому нужен индивидуальный подход. Массовость с глухими не проходит. Нельзя найти алгоритм, чтобы он к каждому подходил – такого не бывает. Каждый человек потерял слух по-своему.

- Ваша программа обеспечивает такой подход?

- Конечно. Для каждого человека можно выставить индивидуальные настройки, и эти параметры можно загрузить в наш портативный аппаратик. Можно надевать наушники и слушать. Примерно так же мы планируем делать и со смартфоном.

- Как вы начали сотрудничать со школой Ласточкиной?

- Мы были еще в Артиллерийском училище, защищались по теме акустики, организовывали конференции и стали приглашать на них преподавателей из школы. Тогда нам подсказали идею прибора безопасности, тогда же мы стали работать с глухими.

Я стал проверять их слух, и оказалось, что они могут не одну-две частоты слышать, а диапазон низких частот. Начав работать над этим прибором безопасности, мы постепенно пришли к слухоречевому тренажеру со смещением частот, чтобы дать им полную информацию о звуках, которые нас окружают. И даже на самых первых вариантах аппарата глухие дети со школы Ласточкиной слушали музыку. Они были в таком восторге! Они слушали и понимали, что слышат намного больше, чем с обычным слуховым аппаратом.

Специалисты школы Ласточкиной положительно отзываются о «Бекаре». «Этот аппарат лучше всего подходит для малышей, дошкольников, – отмечает учитель-дефектолог слухового кабинета Галия Хамидова. – Три-четыре года назад мы проводили опыт: разделили детей на две группы, с одной позанимались по «Бекару», с другой – нет. После дали детям диктант. И лучше этот диктант написали дети после занятия на тренажере. На «Бекаре» хорошо то, что идет пара «картинка-звук». Аппарат, конечно, нуждается в доработке, но результат от работы с ним, безусловно, есть, и он положительный».

Положительный эффект от «Бекара» могут оценить и некоторые студенты КУИМЦ КНИТУ-КАИ. Никита Щербаков, первокурсник кафедры конструкторско-технологического обеспечения машиностроительных производств, с детства носит цифровые слуховые аппараты, которые не позволили окончательно потерять слух и сохранить речь. На втором занятии с «Бекаром» Никита смог без слуховых аппаратов распознавать и произносить слова, которые в режиме реального времени диктовал Павел Викторович. «Сначала очень непривычно, но потом постепенно привыкаешь. Думаю, с помощью «Бекара» можно улучшить слух», – комментирует Никита работу с «Бекаром». «Конечно, сейчас «Бекар» не может конкурировать с теми аппаратами, которые сейчас носит Никита», – добавляет Накоряков. «У нашего приспособления 12-ти разрядная обработка звука, у его собственных – 32-х разрядная, то есть качество лучше. Когда программа «Бекар» для смартфонов будет готова, то обработка звука будет 32-х разрядная, и можно будет сравнивать».

* КУИМЦ – многопрофильное специальное учебное подразделение КНИТУ-КАИ, основной целью которого является создание условий для инклюзивного обучения лиц с ограниченными возможностями здоровья (ОВЗ) и инвалидов путем проведения многоуровневой комплексной реабилитации их в системе высшего и среднего профессионального образования.