¿Puede la inteligencia artificial dar voz a quienes no la tienen?

Los recientes avances en las capacidades de Inteligencia Artificial (IA) han dado lugar a avances interesantes en los sectores de recuperación y discapacidad. La tecnología ha desempeñado durante mucho tiempo un papel vital para ayudar a las personas con discapacidades a interactuar y navegar por el mundo. Desde audífonos y subtítulos para sordos hasta audiolibros para ciegos, la tecnología sigue siendo una excelente manera de brindar servicios a quienes los necesitan.

Los sistemas de inteligencia artificial pueden potencialmente llevar muchos de estos conceptos al siguiente nivel. Los sistemas de inteligencia artificial ya facilitan a los pacientes monitorear su salud, proteger sus registros y programar citas cuando sea necesario. Aparte de estas tareas, la IA continúa mejorando las capacidades del hardware médico.

Avance importante

Esta semana marca un hito importante para la comunidad de IA. Un equipo de investigadores de UCLA, dirigido por Jun Chen,  publicado un documento en la revista Nature Communications que describe un dispositivo diseñado para ayudar a las personas con cuerdas vocales dañadas a hablar nuevamente.

El nuevo sistema funciona convirtiendo los movimientos musculares electromagnéticos en texto en tiempo real. El dispositivo portátil de IA avanzado es un parche para el cuello no invasivo que se aplica mediante cinta médica de doble cara. La unidad mide sólo 1.2 pulgadas x 1.2 pulgadas y pesa alrededor de 7 gramos, según el informe. Este dispositivo presenta un diseño delgado y flexible diseñado para permanecer cómodo incluso cuando se usa durante períodos prolongados.

Mayor actualización

Este último desarrollo es una gran noticia para el mercado por muchas razones. Por un lado, los métodos electrolaríngeos y traqueoesofágicos portátiles actuales son invasivos y pueden causar molestias. Estos dispositivos son engorrosos y proporcionan tonos poco realistas que a veces suenan robóticos.

Además, estos procedimientos son costosos de realizar y requieren un cambio constante de baterías y otros elementos para seguir siendo viables. También son dispositivos engorrosos que llaman la atención no deseada sobre las personas cuando están en uso.

Chen y su equipo quieren acabar con estos dispositivos voluminosos e introducir un parche impulsado por IA que pueda realizar las mismas tareas. Su creación es el asistente de voz integrado en IA más pequeño y más capaz probado hasta el momento.

Cómo funciona

La ciencia detrás de cómo funciona este dispositivo es realmente impresionante. Desde una perspectiva mecánica, el dispositivo se puede dividir en dos capas. La primera capa consta del compuesto de silicona biocompatible polidimetilsiloxano (PDMS). Esta capa elástica está diseñada para ser duradera pero flexible.

La segunda capa integra bobinas de inducción de cobre para crear un campo magnético. Estos materiales forman un mecanismo de detección magnetoelástico que puede detectar los cambios magnéticos más pequeños cercanos. Estas son las mismas señales que tu cerebro envía a tus músculos para activarlos cuando sea necesario. Como tal, esta tecnología podría llegar a varias aplicaciones adicionales que requieren monitoreo muscular.

Curiosamente, Chen y su equipo de ingenieros desarrollaron específicamente este proceso de uso de campos magnéticos para rastrear los movimientos musculares en 2021. En su última aplicación, las bobinas de inducción magnética integradas crean señales eléctricas de alta fidelidad que se captan y se convierten en sonido.

La IA lo hace posible

El sensor magnetoelástico recopila estos datos del campo magnético y los proporciona al algoritmo avanzado de inteligencia artificial de aprendizaje automático que los convierte en voz. El proceso puede reconocer los pequeños pulsos electrónicos que activan los movimientos musculares. Cada movimiento está asociado con ciertas palabras que se combinan para crear un habla legible.

Cómo se programó la IA

Para crear este dispositivo portátil con IA altamente sensible, el equipo comenzó a realizar pruebas en un grupo controlado de ocho sujetos sanos. Cada sujeto se colocó el dispositivo portátil en el cuello y se le pidió que dijera una combinación de oraciones. Estas oraciones incluían presentaciones y cosas como "Te amo".

Cada frase fue elegida debido a su movimiento muscular, características únicas y sonidos. Estos datos se proporcionaron al algoritmo de aprendizaje automático junto con sus bibliotecas existentes. Juntos, los datos crearon una gama completa de movimientos musculares a través de un mapeo magnético y cada movimiento correspondía a una palabra.

En particular, se pidió a los participantes que dijeran estas frases en voz alta y luego en silencio. Esta estrategia ayudó a los investigadores a garantizar que el dispositivo funcionara correctamente. Sorprendentemente, el sistema de inteligencia artificial pudo proporcionar una precisión del 94.68 % durante las pruebas. Si esta tasa de éxito se puede aplicar a una aplicación comercial, millones de personas se beneficiarán de ella.

Investigación financiada por

Este proyecto tiene muchos patrocinadores que apoyan sus esfuerzos. Específicamente, los equipos obtuvieron fondos de la Asociación Estadounidense del Corazón, la Fundación de Investigación Cerebro y Comportamiento, el Instituto de Ciencias Clínicas y Traslacionales de la UCLA, los Institutos Nacionales de Salud, la Oficina de Investigación Naval de EE. UU. y la Escuela de Ingeniería Samueli de la UCLA. Todas estas organizaciones reconocen el potencial revolucionario que representa la tecnología.

Fuente – UCLA

Proyectos anteriores que Chen creó

El equipo de Chen ha creado diversos productos diseñados para ayudar a las personas con discapacidad. En una ocasión, Chen presentó un guante que traduce la lengua de señas al habla. El proyecto fue todo un éxito y ya ha facilitado la vida a quienes tienen dificultades para hablar.

Los trastornos de la voz van en aumento

Este equipo de investigadores no está solo en su afán por ayudar a las personas con discapacidad auditiva. Los trastornos auditivos están en aumento, y alrededor del 30 % de las personas tendrán que lidiar con este problema en algún momento de su vida. Este nuevo invento podría ayudar a acelerar la recuperación y dar voz a quienes más la necesitan.

En particular, los trastornos de la voz, como muchas dolencias, afectan desproporcionadamente a las comunidades minoritarias y de bajos ingresos. Uno (reporte) del Instituto Nacional sobre Sordera y Otros Trastornos de la Comunicación (NIDCD) encontró que uno de cada 10 niños negros entre 3 y 17 años tiene un trastorno de la voz, el lenguaje o el habla. El acceso a sistemas de inteligencia artificial de bajo costo podría arrojar luz y ayudar a aliviar este escenario pronto.

La IA ayuda a las personas discapacitadas a vivir una vida más plena

La introducción de herramientas de IA accesibles ya ha ayudado a muchas personas con discapacidad a encontrar soluciones a sus problemas. Estas soluciones no han pasado desapercibidas y hoy algunas de las empresas más grandes del mundo se han unido para contribuir.

Microsoft

ha prometido 25 millones de dólares para impulsar la integración de la IA en los sectores de accesibilidad. La financiación se destinará a una gran cantidad de proyectos internos y a subvenciones para posibles tecnologías innovadoras. Otra empresa importante que tiene presencia en el mercado es Amazon.

con su Echo Show. Este dispositivo permite a las personas discapacitadas utilizar controles de voz para interactuar con los dispositivos cotidianos.

Integraciones de IA más comunes

Al examinar el mercado, se pueden ver las diferentes formas en que las soluciones impulsadas por IA tienen el potencial de marcar una diferencia real para millones. Las tecnologías asistidas por voz, como Alexa, brindan acceso de bajo costo a la IA en el hogar. Estas son algunas de las otras áreas que han experimentado avances positivos debido a la integración de la IA:

Comunicación

Ya aprendiste cómo la IA puede ayudar a quienes tienen dificultades para hablar y otros trastornos de las cuerdas vocales. Cabe destacar que tecnologías similares ya están ayudando a las personas a comunicarse con sus familiares y amigos. Por ejemplo, el sistema de IA de Google, Deepmind, puede leer los labios.

Sorprendentemente, la introducción de protocolos de reconocimiento de imágenes como Seeing AI de Microsoft ha permitido que las personas con discapacidad visual recuperen la visión. Estos protocolos de IA pueden entrenarse para reconocer y describir elementos y escenarios en tiempo real. Recientemente, los sistemas de IA han evolucionado hasta el punto de poder traducir el contexto de las imágenes, lo que podría ayudar a las personas ciegas a desenvolverse en sus comunidades en un futuro próximo.

Vida confortable

Es fácil dar por sentado la capacidad de realizar tareas cotidianas como encender la luz o sacar la basura. Para muchas personas con discapacidad, estas tareas requieren mucho estrés y esfuerzo. Cabe destacar que los sistemas de IA como Alexis tienen el potencial de ayudar a aliviar estos problemas al combinarse con electrodomésticos inteligentes.

Los sistemas de inteligencia artificial facilitan la realización de tareas desde un teléfono inteligente. Cualquiera puede encender luces y electrodomésticos, monitorear su propiedad, cambiar el termostato y más. Cuando se combinan con un dispositivo portátil de IA, estas tareas podrían ser tan fáciles como un susurro.

Accesibilidad

La accesibilidad para discapacitados se puede mejorar utilizando sistemas de inteligencia artificial. Para las personas discapacitadas, realizar tareas críticas como ir a comprar alimentos, tomar medicamentos o ir a trabajar puede ser un desafío. Los vehículos autónomos ofrecen múltiples soluciones a estos problemas.

Los coches autónomos utilizan grandes modelos de IA para navegar en entornos complejos e interactuar con sus homólogos humanos. Estos servicios se pueden adaptar en el futuro para ayudar a las personas con discapacidades a llegar más fácilmente a sus citas. Este enfoque podría ayudar a reducir el aislamiento y abrir la puerta a una sociedad más productiva.

Acompañamiento

Las discapacidades mentales y otros trastornos pueden empeorar cuando una persona se siente sola. Los sistemas de inteligencia artificial pueden ayudar a brindar compañía a estas personas cuando más lo necesitan. Por ejemplo, puedes pedirle a Alexa o Siri que te cuente un chiste, una noticia, una noticia o incluso que lea un libro.

Estas interacciones han mejorado gracias a los avances en los sistemas de inteligencia artificial de modelos de lenguaje grande (LLM) como ChatGPT. Hoy en día, estos algoritmos hablan con fluidez y pueden mantener conversaciones que son casi indistinguibles de las de los humanos.

Motores del mercado que usted debe conocer

Es fundamental comprender que no solo las grandes empresas tecnológicas impulsan esta innovación. Cada vez hay más startups que integran la IA de formas únicas para ayudar a resolver algunos de los problemas más antiguos que enfrenta la comunidad con discapacidad. Su esfuerzo continúa transformando el mercado y abriendo puertas a nuevas oportunidades.

1. HOOBOX Robótica

HOLBOX quiere ayudar a millones de personas paralizadas y discapacitadas en todo el mundo con su último invento, el Wheelie 7. Este sistema de reconocimiento facial impulsado por IA fue construido para integrarse en sillas de ruedas existentes en menos de 7 minutos, de ahí su nombre. El dispositivo permite a los usuarios enviar indicaciones de control a sus sillas de ruedas utilizando únicamente expresiones faciales.

2. voz

Voiceitt utiliza aprendizaje automático con IA para ayudar a las personas con tartamudez a hablar con fluidez. El sistema integra aprendizaje automático avanzado para comprender los patrones de habla, la voz y las inflexiones del usuario. Estos datos se utilizan para crear una biblioteca de IA que se compara con su habla.

El dispositivo puede reconocer errores y faltas de comunicación en tiempo real y corregirlos. Para aquellos con impedimentos del habla, que son comunes después de accidentes cerebrovasculares y otras afecciones médicas, este dispositivo les hace la vida un millón de veces más fácil.

Importancia de los datos de discapacidad para la IA

Uno de los beneficios más comúnmente pasado por alto de la integración de discapacitados de IA es el acceso a puntos de datos valiosos. La IA requiere datos constantes para proporcionar resultados confiables y precisos. Lamentablemente, hay muchos grupos que hasta hace poco no participaban en los algoritmos de IA. Esta situación provocó una IA sesgada y otros problemas.

La integración de la IA en el sector de las personas con discapacidad trae consigo el acceso a un tesoro de datos. Estos datos médicos ayudarán a mejorar los futuros modelos de IA y a crear dispositivos y aplicaciones aún más útiles en el futuro. Además, estas bibliotecas podrían tokenizarse y comercializarse entre otras empresas que busquen acceso a esta información, lo que podría crear más vías de ingresos.

El mercado de la atención sanitaria con IA es digno de atención

El mercado de la inteligencia artificial en el sector sanitario ha ido en aumento desde 2021. Los investigadores de Statista proyectan que el mercado experimentará una tasa de crecimiento anual compuesta del 37 % hasta 2030. Este crecimiento llevaría al sector de 11 2021 millones de dólares en 188 a XNUMX XNUMX millones de dólares.

Los mismos datos revelaron cómo la IA está ayudando a los médicos a ahorrar tiempo y reducir errores. Los médicos que utilizaron sistemas de inteligencia artificial pudieron dedicar más tiempo a cada paciente y brindar una mejor atención sin aumentar los costos. Todos estos factores han hecho que la adopción de la IA sea un interés creciente para los proveedores de servicios médicos.

La IA habla por los que no pueden

Es impresionante ver cómo la IA continúa transformando la forma en que el mundo interactúa. La integración de la IA en productos para personas con discapacidad es una medida sensata y que aporta valor a todas las partes. Por ello, es de esperar que en el futuro veamos más creaciones útiles impulsadas por redes neuronales de IA. Por ahora, la IA tiene el potencial de encender una luz de esperanza para millones de personas que buscan alivio a sus limitaciones.

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