Chips de voz com IA podem recuperar capacidade de fala

Tudo sobre Inteligência Artificial

O uso da inteligência artificial pode ajudar pacientes que sofrem dos mais diversos problemas de saúde. Duas tecnologias desenvolvidas de forma separada, por exemplo, são a esperança de quem apresenta paralisia vocal e perda de fala. São eles: um chip de computador mais rápido e mais eficiente, e uma interface cérebro-computador.

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Chip utiliza inteligência artificial

O chip foi criado por pesquisadores da IBM.
O protótipo incorpora dispositivos de memória de mudança de fase, otimizando processos fundamentais de IA conhecidos como operações multiacumuladas (MAC) que aceleram muito a atividade do chip.
“Estas são, até onde sabemos, as primeiras demonstrações de níveis de precisão comercialmente relevantes em um modelo comercialmente relevante”, disse Stefano Ambrogia, representante da IBM.
O estudo foi publicado na revista Nature.
“Nosso trabalho indica que, quando combinado com a implementação eficiente em tempo, área e energia da computação auxiliar on-chip, a alta eficiência energética e o rendimento entregues pode ser estendido a todo um sistema de IA analógica”, disse ele.
Em operações de reconhecimento de fala intensivas em processador, o protótipo da IBM alcançou 12,4 trilhões de operações por segundo por watt, um nível de eficiência até centenas de vezes melhor do que as CPUs e GPUs mais poderosas atualmente em uso.

Traduzindo a atividade cerebral

Já pesquisadores da Universidade da Carolina em San Francisco e da Universidade da Carolina em Berkeley desenvolveram uma interface cérebro-computador para pessoas que perderam a capacidade de falar.
A tecnologia gera palavras a partir dos pensamentos e esforços de vocalização de um usuário, segundo informações da Tech Xplore.
“Nosso objetivo é restaurar uma maneira completa e incorporada de se comunicar, que é a maneira mais natural de falarmos com os outros”, explicou Edward Chang, presidente de cirurgia neurológica da UC San Francisco.
Chang e sua equipe implantaram dois minúsculos sensores na superfície do cérebro de uma mulher que sofre de esclerose lateral amiotrófica, uma doença neurogenerativa que gradualmente acaba com a mobilidade e a fala dos pacientes.
Os sensores foram conectados por meio de uma interface cérebro-computador a bancos de computadores que abrigam softwares de decodificação de linguagem.
A mulher passou por 25 sessões de treinamento com duração de quatro horas cada, e leu conjuntos entre 260 e 480 frases.
Sua atividade cerebral durante as leituras era traduzida pelo decodificador, que detectava fonemas e os reunia em palavras.
Os pesquisadores então sintetizaram sua fala, com base em uma gravação dela falando em um casamento anos antes, e projetaram um avatar que refletia seus movimentos faciais.
Após quatro meses de treinamento, o modelo foi capaz de rastrear as tentativas de vocalização dos sujeitos e convertê-las em palavras inteligíveis.
Quando baseado no treinamento de vocabulário de 125 mil palavras, que cobria praticamente tudo o que o sujeito gostaria de dizer, a taxa de precisão foi de 76%.
Quando o vocabulário era limitado a 50 palavras, o sistema de tradução se saiu muito melhor, identificando corretamente sua fala em 90% das vezes.
Além disso, o sistema foi capaz de traduzir a fala a uma taxa de 62 palavras por minuto.
“Esta é uma prova científica de conceito, não um dispositivo real que as pessoas podem usar na vida cotidiana. Mas é um grande avanço para restaurar a comunicação rápida para pessoas com paralisia que não conseguem falar”, destacou Frank Willett, coautor do estudo publicado na Nature.

As notícias

O Olhar Digital falou sobre dois casos emblemáticos na semana passada. Pesquisadores desenvolveram uma interface cérebro-computador (BCI) com inteligência artificial (IA) que permitiu que uma paciente com Esclerose Lateral Amiotrófica (ELA) se comunicasse usando seus pensamentos. Clique aqui para ler mais.

Em outro estudo, pesquisadores desenvolveram sistema baseado em IA que permitiu a uma mulher com paralisia grave falar por meio de avatar digital. A equipe implantou 253 eletrodos conectados à superfície do cérebro da paciente, interceptando os sinais cerebrais e enviando-os para análise. A reportagem completa está aqui.

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