O grupo de robótica social do Robotics Lab da Universidade Carlos III de Madrid (UC3M) desenvolveu uma metodologia inovadora baseada em inteligência artificial (IA) que permite a um robô de assistência do tipo animal de estimação reconhecer as pessoas com quem interage. O protótipo, denominado Mía, está sendo testado em centros de dia da Prefeitura de Madrid para a estimulação afetiva personalizada de idosos com deterioração cognitiva.
Um dos maiores desafios da robótica social atual é fazer com que as máquinas interajam conosco de forma natural e personalizada. Para alcançar isso, uma das soluções é fazer com que o robô saiba com quem está falando. O novo sistema de reconhecimento de voz de usuários desenvolvido por esta equipe científica da UC3M, publicado recentemente na revista Applied Sciences, funciona "a bordo" de Mía, um coelho robótico que simula ser um animal de estimação. "Utilizamos este robô na estimulação afetiva de idosos com deterioração cognitiva, e o reconhecimento dos usuários é um passo importante para que o robô apresente um comportamento personalizado e adaptado às necessidades de cada indivíduo", explica um dos autores deste trabalho, José Carlos Castillo Montoya, do grupo de robótica social do Robotics Lab da UC3M.
Diferente de outros sistemas tradicionais de reconhecimento que dependem de câmeras e processamento de imagem (que costumam exigir grande capacidade de computação e podem violar a privacidade), esta proposta utiliza exclusivamente o microfone integrado do robô. O sistema funciona de maneira local e incremental, o que traz duas vantagens principais, segundo os pesquisadores. Por um lado, maior privacidade, já que as impressões vocais nunca saem do próprio dispositivo físico. Por outro lado, uma espécie de aprendizagem em tempo real (on-the-fly): "O robô não precisa de uma fase de configuração para aprender a sua voz; ele o ouve falar pela primeira vez e gera um perfil automaticamente", aponta outra autora do estudo, Arecia Segura Bencomo, do Departamento de Engenharia de Sistemas e Automática da UC3M.
Benefícios da robótica animal e da estimulação afetiva
Este avanço implementado na Mía, um protótipo robótico em forma de coelho desenvolvido integralmente na UC3M, enquadra-se na robótica animal. Trata-se de um paradigma terapêutico projetado para transferir os benefícios comprovados da terapia com animais reais (como a redução do estresse e da ansiedade) para ambientes controlados onde o bem-estar animal ou a capacidade de cuidado por parte do paciente limitam seu uso.
"No caso específico de idosos com deterioração cognitiva, o robô ativa a necessidade de cuidar de algo", afirma o professor Castillo. "Comprovamos em testes-piloto em centros de dia da Prefeitura de Madrid que, além de melhorar o estado de ânimo do idoso, o robô atua como um catalisador social: rompe o isolamento, atenua a solidão indesejada e incentiva os usuários a interagir mais entre si."
Uma "assinatura de voz" baseada em inteligência artificial
O funcionamento do sistema emula a capacidade de aprendizagem humana. Cada vez que uma pessoa fala com o robô, o algoritmo analisa as nuances e padrões do sinal acústico para criar uma "assinatura de voz" única. "Nossa proposta é simples porque as capacidades de computação do robô são muito reduzidas", explica José Carlos Castillo Montoya. "O algoritmo gera uma espécie de mapa e, empregando código aberto que aprimoramos em nosso laboratório, agrupa as assinaturas semelhantes. No final, cada grupo corresponde a um usuário específico."
O sistema destaca-se especialmente por sua capacidade de lidar com situações imprevistas em tempo real. Se interagir com uma pessoa desconhecida, a IA detecta que sua assinatura não se encaixa em nenhum grupo anterior e, caso a interação continue, é capaz de gerar um perfil dinâmico completamente novo, aprendendo que se trata de um novo usuário. Nos testes experimentais, o software alcançou uma alta taxa de acerto ao identificar usuários conhecidos.
Este avanço abre caminho para uma nova geração de robôs assistenciais e de companhia muito mais acessíveis, capazes de ser incorporados a um lar e aprender de forma autônoma quem são seus membros apenas ouvindo o primeiro "bom dia". A equipe de pesquisa ressalta o potencial futuro de personalização trazido por esta tecnologia. "Queremos que o robô seja capaz de se adaptar, reagindo de maneira diferente dependendo de quem está à sua frente. Se detectar um usuário específico que tende a ficar mais inquieto, serão ativados automaticamente mecanismos e comportamentos específicos voltados para acalmar essa pessoa."
Atualmente, a equipe de pesquisa conta com vários protótipos operacionais da Mía, com os quais continua a amadurecer a tecnologia em cenários clínicos reais, enquanto busca alianças com empresas interessadas em transferir este conhecimento e levar estas plataformas de assistência ao mercado geral.
Vídeo: https://youtu.be/1vUJdQiaDlA