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E se uma máquina falasse por você? Tecnologia traduz sinais cerebrais em fala

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3 min

POR Kamila Jessie 30/04/2019

Em um esforço para fornecer uma voz para pessoas que não podem falar, pesquisadores projetaram um dispositivo que pode transformar sinais cerebrais em fala. A gente gosta de falar sobre os avanços em inteligência artificial porque ela está indo cada vez mais longe. No caso, apresentamos aqui uma máquina com o objetivo de traduzir o que você está pensando.

Muitas pessoas que perderam a capacidade de falar se comunicam usando tecnologia que exige que elas façam pequenos movimentos para controlar um cursor que seleciona letras ou palavras em uma tela. Um exemplo famoso é o do físico britânico Stephen Hawking, que sofria de uma doença nos neurônios motores. O dispositivo de geração de fala que Hawking usava era ativado por um músculo da sua bochecha.

sinais cerebrais
Imagem: veja.abril.com.br

Como as pessoas que usam esses dispositivos devem digitar as palavras letra por letra, esses dispositivos podem ser muito lentos, produzindo até dez palavras por minuto. A fala natural envolve, em média, 150 palavras por minuto (havendo, claro, outliers tagarelas por aí). Por mais que falar possa parecer uma atividade sem esforço, é uma das ações mais complexas que realizamos, exigindo coordenação precisa e dinâmica dos músculos nas estruturas articulares do trato vocal. Como essa articulação e velocidade estão associadas a esse sistema, os pesquisadores decidiram modelar engenhosamente o trato vocal na hora de construir seu decodificador de sinais cerebrais.

Como o decodificador de sinais cerebrais foi elaborado

Os pesquisadores trabalharam com cinco pessoas que tinham eletrodos implantados na superfície de seus cérebros como parte do tratamento da epilepsia. Primeiramente, a equipe registrou a atividade cerebral enquanto os participantes liam centenas de frases em voz alta. Em seguida, essas gravações foram relacionadas a dados de experimentos anteriores que determinaram como os movimentos da língua, lábios, mandíbula e laringe criavam sons.

sinais cerebrais
Imagem: nature.com

A parte de inteligência artificial entrou quando a equipe treinou um algoritmo nesses dados e incorporou o programa ao decodificador. O dispositivo transforma os sinais cerebrais em movimentos estimados do trato vocal e esses movimentos são convertidos em fala sintética. Basicamente, é uma máquina falando o que você pensa.

sinais cerebrais
Imagem: nature.com

O que o decodificador de sinais cerebrais é capaz de falar

Os resultados da pesquisa, além de basearem-se na geração de fala sintética, consideraram a compreensão humana. Pessoas que ouviram 101 frases sintetizadas puderam entender aproximadamente 70% das palavras. (Talvez o que as pessoas entendam quando a gente começa a tentar conversar alcoolizado ou com a escova de dentes na boca.) No vídeo abaixo, é possível verificar uma amostra em inglês do resultado:

De modo geral, dispositivo de decodificação de fala ainda é uma tecnologia que não é suficientemente precisa para ser usada fora do laboratório. Entretanto, é capaz de sintetizar sentenças inteiras que são na maior parte inteligíveis. Anteriormente, os cientistas haviam usado inteligência artificial para traduzir a atividade cerebral em palavras isoladas, que consistiam principalmente de apenas uma sílaba. Chethan Pandarinath, um neuroengenheiro da Universidade Emory em Atlanta, Geórgia, co-autor de um comentário que acompanhou o estudo, disse que “Fazer o salto de sílabas simples para frases é tecnicamente bastante desafiador e é uma das coisas que torna o trabalho atual tão impressionante”.

Por mais que o famigerado “chip no cérebro” paralelo à inteligência artificial e a leitura de sinais cerebrais possam soar ameaçadores, a ciência e a engenharia trabalham, na verdade, com o objetivo de melhorar a qualidade de vida das pessoas, o que é um exemplo mostrado aqui. Com o progresso contínuo, espera-se que esse caso específico permita que indivíduos com dificuldades de fala recuperem a capacidade de falar livremente o que pensam, reconectando-se com o mundo ao seu redor sem demasiados esforços.

Referências: Nature¹; Nature².

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Kamila Jessie

Doutoranda em Hidráulica e Saneamento, formada em Engenheira Ambiental e Sanitária, sonhadora em tempo integral, amante de ciências e inventividades.

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