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.
![E se uma máquina falasse por você? Tecnologia traduz sinais cerebrais em fala sinais cerebrais](https://engenharia360.com/wp-content/uploads/2019/04/hawking-engenharia360-6-1024x683.jpg)
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). 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.
![E se uma máquina falasse por você? Tecnologia traduz sinais cerebrais em fala sinais cerebrais](https://engenharia360.com/wp-content/uploads/2019/04/maquina-de-fala-engenharia-360-1.jpg)
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.
![E se uma máquina falasse por você? Tecnologia traduz sinais cerebrais em fala sinais cerebrais](https://engenharia360.com/wp-content/uploads/2019/04/maquina-de-fala-engenharia-360-2.png)
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. No vídeo abaixo, é possível verificar uma amostra em inglês do resultado:
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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.
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Kamila Jessie
Doutora em Hidráulica e Saneamento pela Universidade de São Paulo (EESC/USP) e Mestre em Ciências pela mesma instituição; é formada em Engenharia Ambiental e Sanitária pelo Centro Federal de Educação Tecnológica de Minas Gerais (CEFET-MG) com período sanduíche na University of Ottawa, no Canadá; possui experiência em tratamentos físico-químicos de água e efluentes; atualmente, integra o Centro de Pesquisa em Óptica e Fotônica (CePOF) do Instituto de Física de São Carlos (USP), onde realiza estágio pós-doutoral no Biophotonics Lab.