Phonologische Anreicherung und Verstärkung von Hörbüchern als KI-gestützte Heimtherapie bei Aussprachestörungen

Hintergrund: Über 9% der schulpflichtigen Kinder leiden an einer Aussprachestörung. Unser neues Software-Tool erzeugt Hörbücher für die auditorische Therapie in der heimischen Umgebung, welche durch eine KI mit denjenigen Phonemen angereichert werden, bei denen der*die Patient*in Defizite zeigt; zusätzlich werden die akustischen Identifikationsmerkmale der Phoneme verstärkt.Material und Methoden: In einem ersten Schritt wird ein Klassifizierer zur Erkennung der Phoneme eines unbekannten Hörspiels trainiert. Im zweiten Schritt werden die Phoneme akustisch verstärkt. Zur Pilotierung wurde das Paar [ʃ] und [s] ausgewählt, ein häufig betroffener Phonemkontrast. Als Datengrundlage dienen KI-generierte, kindgerechte Hörbücher. Zunächst werden Texte mit Hilfe moderner Large-Language-Models (LLMs) erzeugt, die die genannten Phoneme gehäuft enthalten. Dann werden diese Texte über Text-to-Speech-Modelle mit künstlichen Sprechern zu Hörbüchern umgewandelt. Auf Basis der Text- und Sprachdaten werden neuronale Netze auf unabhängigen Audiodaten dazu trainiert, die Phoneme aufgrund ihrer akustischen Korrelate zu klassifizieren. Anschließend werden die Phoneme innerhalb der KI-generierten Hörbücher durch den Klassifizierer erkannt und semiautomatisch verstärkt.Ergebnisse: Wir haben die Software für das beispielhafte Phonem-Paar [ʃ]-[s] implementiert. Sie besitzt eine grafische Benutzeroberfläche, womit der*die Logopäd*in die Qualität und Quantität der akustischen Verstärkung der Phoneme adjustieren kann - unter Anpassung von Dauer, Lautstärke, Phasen-Beginn und Frequenz. Die resultierenden Phoneme können zur Überprüfung direkt abgespielt werden. Ergebnis ist ein mit akustisch verstärkten Phonemen angereichertes Hörbuch.Diskussion: Dieser Beitrag zeigt die Machbarkeit einer semiautomatischen phonologischen Anreicherungstherapie. Die Wirksamkeit soll im Anschluss in einer klinischen Studie überprüft werden. Die neuartig entwickelte phonologische Anreicherungstherapie könnte