Tecnologia

Sensores captam a fala "silenciosa"

Instalados abaixo do queixo, os dispositivos decifram o pensamento por meio de movimentos da garganta provocados por comandos cerebrais. Com a estrutura seria possível, por exemplo, dar um telefonema sem fazer barulho durante uma reunião

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postado em 17/11/2012 08:00 / atualizado em 16/11/2012 09:50

Marcela Ulhoa

Imagine uma conversa sem mexer os lábios, emitir qualquer tipo de som ou fazer leituras corporais. Você constrói frases em pensamento, faz leves movimentos com a garganta e a mensagem chega à outra pessoa. Quase uma telepatia, mas sem nada de parapsicologia ou explicações sobrenaturais. Pesquisa de reconhecimento de fala subvocal liderada pelo pesquisador Charles Jorgensen, da Nasa, agência espacial americana, conseguiu desenvolver um mecanismo tecnológico capaz de reconhecer os padrões da atividade elétrica do músculo da garganta e, assim, prever o tipo de som que seria liberado mesmo que a palavra não seja vocalizada.

Quando um indivíduo está conversando com outra pessoa, o cérebro manda um sinal para os músculos que controlam as cordas vocais e a língua. Esses sinais, por sua vez, mandam uma informação que corresponde às palavras escutadas e são transmitidos pelo cérebro humano mesmo quando a boca está fechada. O especialista em neuroengenharia da Nasa conseguiu desenvolver uma forma para capturar esses sinais ainda que o movimento da garganta seja extremamente sutil. O sistema para computadorizar o silêncio humano ficou conhecido por fala subvocal.

“A fala subvocal é silenciosa ou não audível. Quando a pessoa está usando o sistema, ela pensa em frases e falas que não podem ser ouvidas, mas as cordas vocais e a língua continuam recebendo os sinais de fala do cérebro”, explica Jorgensen. Para conseguir decodificar tais informações, a primeira etapa do sistema consiste em capturar os pequenos sinais elétricos que saem da cabeça para o sistema vocal, chamados de sinais eletromiográficos, que são capturados por eletrodos implantados na pele. Do tamanho de uma moeda de dez centavos de dólar, os eletrodos são dispostos sob o queixo e em ambos os lados da garganta, próximo ao pomo de Adão.

Assim que eles captam o sinal, o transmitem a um processador e, em seguida, a um programa de computador que os traduz em palavras. Em uma primeira demonstração do sistema, os pesquisadores controlaram, a partir de comandos silenciosos, um pequeno robô com rodas. Para tanto, eles gravaram algumas palavras em inglês que serviram como padrões de som. Na tradução para o português, as palavras eram parar, andar, esquerda e direita. O robô foi enviado a Marte e dirigido pelos cientistas sem qualquer som audível.

Para que o sistema reconheça os padrões de fala, é preciso gravar no software algumas palavras. O vocabulário estabelecido é então associado a determinados padrões matemáticos computacionais, fazendo com que cada palavra corresponda a um padrão específico da atividade elétrica do músculo. Ou seja, o padrão 1, por exemplo, pode se referir à palavra pare, enquanto o padrão 2 está relacionado à palavra esquerda. Dessa forma, a rede cria uma relação matemática entre o padrão observado e o rótulo escolhido para ele. No começo dos testes, o dispositivo era capaz de reconhecer apenas 10 palavras e os numerais de zero a nove. Na última atualização informada pela Nasa, o número de palavras chegava a quase 30, além de 38 vogais e consoantes.

Aperfeiçoamentos
De acordo com Márcio Flávio Dutra Moraes, professor do Núcleo de Neurociências da Universidade Federal de Minas Gerais (UFMG), apesar de a ideia do sistema ser extremamente interessante, o mecanismo em si não é tecnologicamente complicado. “A tecnologia utilizada por eles é 100% acessível. Ela poderia ter sido tranquilamente produzida no Brasil, qualquer laboratório de neurociência poderia fazer”, avalia. O complicado, entretanto, é como resolver os padrões e relacioná-los cada vez com mais fonemas. Segundo o pesquisador da UFMG, o sistema da Nasa ainda está longe de conseguir gravar padrões de sílabas e, com isso, formar palavras. No momento, ele só funciona a partir de palavras inteiras gravadas anteriormente.

“Pela eletromiografia, ele (o sistema), por enquanto, consegue separar fonemas compridos. Ainda não separa, por exemplo, ‘ba’, ‘be’, ‘bi’, ‘bo’ e ‘bu’. Essa pode ser uma gigantesca limitação técnica. Se eles conseguirem resolver o problema, aí sim pode se constituir em um avanço tecnológico importante”, pondera o professor. Moraes ainda destaca que, para que o sistema funcione, é preciso que haja necessariamente alguma ativação dos músculos da fala. Portanto, ele está longe de conseguir ler mentes. “Se você só imaginar uma palavra, o sistema não vai funcionar. Você tem que efetivamente mexer os músculos da garganta”. Dessa forma, a fala subvocal exige a cooperação ativa e o estímulo intencional dos músculos, portanto, é voluntária.

Os pesquisadores pretendem ampliar cada vez mais o vocabulário e tornar o mecanismo capaz de identificar não somente palavras individuais, mas conversas contínuas. Além disso, querem melhorar os sensores. “Não pretendemos que as pessoas andem por aí com fios pendurados na garganta e linhas de aterramento nas mãos. Há dois sensores secos que não requerem contato físico e começamos a usá-los. Estamos também desenvolvendo um tipo de sensor que não precisa sequer tocar o corpo, chamado de sensor capacitivo”, fala Jorgensen. Segundo ele, a intenção é conseguir incorporar os sensores em qualquer roupa ou em algum tipo de aparelho simples, o que seria muito conveniente para capturar os sinais elétricos de uma forma não invasiva. Sobre a previsão para chegar ao mercado, o pesquisador explica que isso depende do interesse de cada setor, mas que, dentro de um intervalo de dois a quatro anos, já será possível imaginá-lo sendo usado principalmente em jogos de computador e videogames.

Além do espaço

O projeto fala subvocal começou em 1999 como parte de um grande programa chamado Extensão dos Sentidos Humanos. A proposta inicial era desenvolver uma comunicação silenciosa e possibilitar a fala em ambientes extremamente ruidosos, como a estação espacial. Mas logo ficou claro que ela teria diversas outras aplicações, como ser usada por policiais. Eles trocariam informações durante as operações mesmo estando em silêncio. No dia a dia das pessoas comuns, ela poderia permitir um telefonema silencioso durante uma reunião ou uma conversa particular mesmo na companhia de outras pessoas.
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