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Reconocimiento subvocal

Electrodos utilizados en la investigación del reconocimiento del habla subvocal en el Laboratorio de Investigación Ames de la NASA. El reconocimiento subvocal ( SVR ) es el proc...

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Electrodos utilizados en la investigación del reconocimiento del habla subvocal en el Laboratorio de Investigación Ames de la NASA.

El reconocimiento subvocal ( SVR ) es el proceso de tomar la subvocalización y convertir los resultados detectados en una salida digital, auditiva o textual. [ 1 ] Una interfaz de voz silenciosa es un dispositivo que permite la comunicación por voz sin utilizar el sonido producido cuando las personas vocalizan sus sonidos del habla . Funciona mediante la identificación por parte de la computadora de los fonemas que pronuncia un individuo a partir de fuentes de información no auditivas sobre sus movimientos del habla . Estos se utilizan luego para recrear el habla mediante síntesis de voz . [ 2 ]

Métodos de entrada

Se han creado sistemas de interfaz de voz silenciosa utilizando ultrasonido y entrada de cámara óptica para el seguimiento de los movimientos de la lengua y los labios . [ 3 ] Los dispositivos electromagnéticos son otra técnica para el seguimiento de los movimientos de la lengua y los labios. [ 4 ]

La detección de los movimientos del habla mediante electromiografía de los músculos articulatorios del habla y la laringe es otra técnica. [ 5 ] [ 6 ] Otra fuente de información son las señales de resonancia del tracto vocal que se transmiten por conducción ósea , denominadas soplos no audibles. [ 7 ]

También se han creado como una interfaz cerebro-computadora utilizando la actividad cerebral en la corteza motora obtenida de microelectrodos intracorticales . [ 8 ]

Usos

Estos dispositivos se crean como ayudas para quienes no pueden producir la fonación necesaria para hablar con claridad, como después de una laringectomía . [ 9 ] Otro uso es para la comunicación cuando el habla se ve enmascarada por el ruido de fondo o distorsionada por aparatos respiratorios autónomos . Un uso práctico adicional es cuando se requiere comunicación silenciosa, como cuando se necesita privacidad en un lugar público o transmisión silenciosa de datos con manos libres durante una operación militar o de seguridad. [ 3 ] [ 10 ]

En 2002, la empresa japonesa NTT DoCoMo anunció la creación de un teléfono móvil silencioso mediante electromiografía e imágenes del movimiento de los labios. La empresa declaró que «el impulso para desarrollar dicho teléfono fue la necesidad de eliminar el ruido en los lugares públicos», y añadió que «también se espera que la tecnología ayude a las personas que han perdido la voz de forma permanente». [ 11 ] Desde entonces, se ha demostrado la viabilidad del uso de interfaces de voz silenciosas para la comunicación práctica. [ 12 ]

En 2019, Arnav Kapur , investigador del Instituto Tecnológico de Massachusetts (MIT) , llevó a cabo un estudio conocido como AlterEgo. Su implementación de la interfaz de voz silenciosa permite la comunicación directa entre el cerebro humano y dispositivos externos mediante la estimulación de los músculos del habla. Aprovechando las señales neuronales asociadas con el habla y el lenguaje, el sistema AlterEgo descifra las palabras que el usuario pretende pronunciar y las traduce a texto o comandos sin necesidad de habla audible. [ 13 ]

Investigación y patentes

Con una subvención del Ejército de los Estados Unidos, se está llevando a cabo una investigación sobre telepatía sintética mediante subvocalización en la Universidad de California, Irvine, bajo la dirección del científico principal Mike D'Zmura. [ 14 ]

El Laboratorio de Investigación Ames de la NASA en Mountain View , California, bajo la supervisión de Charles Jorgensen, está llevando a cabo investigaciones sobre la subvocalización.

El programa de I+D de interfaz cerebro-computadora del Centro Wadsworth , dependiente del Departamento de Salud del Estado de Nueva York, ha confirmado la capacidad existente para descifrar consonantes y vocales a partir del habla imaginada, lo que permite la comunicación basada en el cerebro mediante el habla imaginada, [ 15 ] sin embargo, utilizando EEG en lugar de técnicas de subvocalización.

Las patentes estadounidenses sobre tecnologías de comunicación silenciosa incluyen: Patente estadounidense 6587729 "Aparato para comunicar habla audiblemente usando el efecto de audición de radiofrecuencia", [ 16 ] Patente estadounidense 5159703 "Sistema de presentación subliminal silenciosa", [ 17 ] Patente estadounidense 6011991 "Sistema y método de comunicación que incluye análisis de ondas cerebrales y/o uso de la actividad cerebral", [ 18 ] Patente estadounidense 3951134 "Aparato y método para monitorear y alterar remotamente las ondas cerebrales". [ 19 ] Las dos últimas se basan en el análisis de ondas cerebrales.

En la ficción

  • La decodificación del habla silenciosa mediante una computadora desempeñó un papel importante en el relato de Arthur C. Clarke y en la película de Stanley Kubrick, Una odisea del espacio . En ella, HAL 9000 , una computadora que controla la nave espacial Discovery One , con destino a Júpiter, descubre un complot para desactivarla por parte de los astronautas de la misión, Dave Bowman y Frank Poole, mediante la lectura de labios de sus conversaciones. [ 20 ]
  • En la serie de Orson Scott Card (que incluye El juego de Ender ), se puede hablar con la inteligencia artificial mientras el protagonista lleva un sensor de movimiento en la mandíbula, lo que le permite conversar con la IA sin hacer ruido. También lleva un implante en el oído.
  • En *La voz de los muertos* y en novelas posteriores, el autor Orson Scott Card describió un implante auditivo, denominado "joya", que permite la comunicación subvocal con sistemas informáticos.
  • El autor Robert J. Sawyer utilizó el reconocimiento subvocal para permitir dar órdenes silenciosas a los "implantes de compañía" cibernéticos utilizados por los avanzados personajes neandertales en su trilogía de novelas de ciencia ficción Neanderthal Parallax .
  • En Earth , David Brin representa esta tecnología y sus usos como algo habitual en un futuro próximo.
  • En Down and Out in the Magic Kingdom , Cory Doctorow logra que la tecnología de los teléfonos móviles se vuelva silenciosa mediante un implante coclear y la colocación de un micrófono en la garganta para captar la subvocalización.
  • La trilogía Sprawl de William Gibson utiliza con frecuencia sistemas de subvocalización en diversos dispositivos.
  • En las novelas de la serie "La Compañía " de Kage Baker , los cíborgs inmortales se comunican de forma subvocal.
  • En la saga Hyperion Cantos de Dan Simmons , ganadora del premio Hugo , los personajes suelen utilizar la subvocalización para comunicarse.
  • En las novelas de la serie Cultura de Iain M. Banks , las especies más avanzadas suelen comunicarse de forma subvocal a través de su tecnología.
  • En Deus Ex: Human Revolution (2011), el protagonista está equipado con un implante de subvocalización para enviar comunicaciones encubiertas (y un implante coclear correspondiente para recibir comunicaciones encubiertas).
  • En el juego de rol de mesa y la serie de videojuegos Shadowrun , los personajes de los jugadores pueden comunicarse mediante micrófonos subvocales en algunos casos.
  • En Paranoia , todos los ciudadanos pueden hablar con el ordenador a través de sus implantes de "corteza cerebral".
  • La trilogía Revelation Space de Alistair Reynolds utiliza con frecuencia sistemas de subvocalización en diversos dispositivos.

Véase también

Referencias

  1. ^ Shirley, John (1 de mayo de 2013). Nuevos tabúes . PM Press. ISBN 978-1-60486-871-5Consultado el 14 de abril de 2017 .
  2. ^ Denby B, Schultz T, Honda K, Hueber T, Gilbert JM, Brumberg JS (2010). Interfaces de voz silenciosa. Speech Communication 52: 270–287. doi : 10.1016/j.specom.2009.08.002
  3. Hueber T , Benaroya EL, Chollet G, Denby B, Dreyfus G, Stone M. (2010). Desarrollo de una interfaz de voz silenciosa impulsada por imágenes ópticas y de ultrasonido de la lengua y los labios. Speech Communication, 52, 288–300. doi : 10.1016 /j.specom.2009.11.004
  4. ^ Wang, J., Samal, A., & Green, JR (2014). Prueba preliminar de una interfaz de voz silenciosa interactiva en tiempo real basada en un articulógrafo electromagnético , 5.º Taller ACL/ISCA sobre procesamiento del habla y el lenguaje para tecnologías de asistencia, Baltimore, MD, 38-45.
  5. ^ Jorgensen C, Dusan S. (2010). Interfaces de voz basadas en electromiografía de superficie. Speech Communication, 52: 354–366. doi : 10.1016/j.specom.2009.11.003
  6. ^ Schultz T, Wand M. (2010). Modelado de la coarticulación en el reconocimiento continuo del habla basado en EMG. Speech Communication, 52: 341-353. doi : 10.1016/j.specom.2009.12.002
  7. ^ Hirahara T, Otani M, Shimizu S, Toda T, Nakamura K, Nakajima Y, Shikano K. (2010). Mejora del habla silenciosa mediante señales de resonancia del tracto vocal conducidas por el cuerpo. Speech Communication, 52:301–313. doi : 10.1016/j.specom.2009.12.001
  8. ^ Brumberg JS, Nieto-Castanon A, Kennedy PR, Guenther FH (2010). Interfaces cerebro-computadora para la comunicación del habla. Speech Communication 52:367–379. 2010 doi : 10.1016/j.specom.2010.01.001
  9. ^ Deng Y., Patel R., Heaton JT, Colby G., Gilmore LD, Cabrera J., Roy SH, De Luca CJ, Meltzner GS(2009). Reconocimiento de habla desordenada mediante señales acústicas y sEMG . En INTERSPEECH-2009, 644-647.
  10. ^ Deng Y., Colby G., Heaton JT y Meltzner HG. S. (2012). Avances en el procesamiento de señales para el sistema de reconocimiento de voz silenciosa basado en sEMG MUTE. Conferencia de Comunicaciones Militares, MILCOM 2012.
  11. ^ Fitzpatrick M. (2002). Los teléfonos móviles con capacidad de lectura de labios silencian a los bocazas . New Scientist.
  12. ^ Wand M, Schultz T. (2011). Reconocimiento de voz basado en EMG independiente de la sesión . Actas de la 4ª Conferencia Internacional sobre Sistemas Bioinspirados y Procesamiento de Señales.
  13. ^ "Descripción general del proyecto ‹ AlterEgo" . MIT Media Lab . Consultado el 20 de mayo de 2024 .
  14. ^ "El ejército desarrolla 'telepatía sintética'"NBC News . 13 de octubre de 2008.
  15. ^ Pei, Xiaomei; Barbour, Dennis L; Leuthardt, Eric C ; Schalk, Gerwin (2011). "Decodificación de vocales y consonantes en palabras habladas e imaginadas mediante señales electrocorticográficas en humanos" . Journal of Neural Engineering . 8 (4) 046028. Bibcode : 2011JNEng...8d6028P . doi : 10.1088/1741-2560/8/4/046028 . PMC 3772685 . PMID 21750369 .  
  16. ^ Aparato para comunicar habla de forma audible utilizando el efecto de audición por radiofrecuencia.
  17. ^ Sistema de presentación subliminal silenciosa
  18. ^ Sistema y método de comunicación que incluye análisis de ondas cerebrales y/o uso de la actividad cerebral
  19. ^ Aparato y método para monitorizar y alterar remotamente las ondas cerebrales
  20. ^ Clarke, Arthur C. (1972). Los mundos perdidos de 2001. Londres: Sidgwick and Jackson. ISBN 0-283-97903-8.

Lecturas adicionales

  • Bluck, John (17 de marzo de 2004). "Comunicado de prensa de la NASA" . NASA. pág. 1. Archivado del original el 1 de enero de 2024.
  • Armstrong, David (10 de abril de 2006). "El orador silencioso" . Forbes . pág. 1. Archivado del original el 14 de abril de 2006.
  • Simonite, Tom (6 de septiembre de 2007). "Pensar en palabras puede guiar tu silla de ruedas" . New Scientist. pág. 1.
  • Centro Ames de la NASA
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