El grupo de robótica social del Robotics Lab de la Universidad Carlos III de Madrid (UC3M) ha desarrollado una metodología innovadora basada en inteligencia artificial (IA) que permite a un robot de asistencia tipo mascota reconocer a las personas con las que interactúa. El prototipo, denominado Mía, se está probando en centros de día del Ayuntamiento de Madrid para la estimulación afectiva personalizada de personas mayores con deterioro cognitivo.
Uno de los mayores retos de la robótica social actual es conseguir que las máquinas interactúen con nosotros de forma natural y personalizada. Para lograrlo, una de las formas es que el robot sepa con quién está hablando. El nuevo sistema de reconocimiento por voz de usuarios que ha desarrollado este equipo científico de la UC3M, publicado recientemente en la revista Applied Sciences, funciona “a bordo” de Mía, un conejo robótico que simula ser una mascota. “Este robot lo utilizamos en estimulación afectiva para mayores con deterioro cognitivo y el reconocimiento de los usuarios es un paso importante para que el robot tenga un comportamiento personalizado adaptado a las necesidades de cada individuo”, explica uno de los autores de este trabajo, José Carlos Castillo Montoya, del grupo de robótica social del Robotics Lab de la UC3M.
A diferencia de otros sistemas tradicionales de reconocimiento que dependen de cámaras y procesamiento de imagen (que suelen requerir grandes capacidades de cómputo y pueden vulnerar la privacidad), esta propuesta utiliza exclusivamente el micrófono integrado del robot. Y funciona de manera local e incremental, lo que aporta dos ventajas, según los investigadores. Por un lado, mayor privacidad, ya que las huellas de voz nunca salen del propio dispositivo físico. Por otro lado, una especie de aprendizaje al vuelo: “El robot no necesita una fase de configuración para aprender tu voz; te escucha hablar por primera vez y genera un perfil automáticamente”, señala otra autora del estudio, Arecia Segura Bencomo, del Departamento de Ingeniería de Sistemas y Automática de la UC3M.
Beneficios de la robótica animal y la estimulación afectiva
Este avance implementado en Mía, un prototipo robótico con forma de conejo desarrollado íntegramente en la UC3M, se encuadra dentro de la robótica animal. Se trata de un paradigma terapéutico diseñado para trasladar los beneficios contrastados de la terapia con animales reales (como la reducción del estrés y la ansiedad) a entornos controlados donde el bienestar animal o la capacidad de cuidado por parte del paciente limitan su uso.
"En el caso concreto de mayores con deterioro cognitivo, el robot activa la necesidad de cuidar a algo", señala el profesor Castillo. "Hemos comprobado en pruebas piloto en centros de día del Ayuntamiento de Madrid que, además de mejorar el estado anímico del mayor, el robot actúa como un catalizador social: rompe el aislamiento, mitiga la soledad no deseada y fomenta que los usuarios empiecen a interactuar más entre ellos".
Una "firma de voz" basada en inteligencia artificial
El funcionamiento del sistema emula la capacidad de aprendizaje humano. Cada vez que una persona habla con el robot, el algoritmo analiza los matices y patrones de la señal acústica para crear una "firma de voz" única. "Nuestra propuesta es sencilla porque las capacidades de cómputo del robot son muy reducidas", explica José Carlos Castillo Montoya. "El algoritmo genera una especie de mapa y, empleando código abierto que hemos mejorado en nuestro laboratorio, agrupa las firmas que se parecen entre sí. Al final, cada grupo se corresponde con un usuario específico".
El sistema destaca especialmente por su capacidad para enfrentarse a situaciones imprevistas en tiempo real. Si interactúa con una persona desconocida, la IA detecta que su firma no encaja en ningún grupo previo y, si la interacción continúa, es capaz de generar un perfil dinámico completamente nuevo, aprendiendo que se trata de un nuevo usuario. En las pruebas experimentales, el software alcanzó un alto porcentaje de acierto al identificar a usuarios conocidos.
Este avance abre la puerta a una nueva generación de robots asistenciales y de compañía mucho más accesibles, capaces de incorporarse a un hogar y aprender de forma autónoma quiénes son sus miembros con tan solo escuchar los primeros "buenos días". El equipo investigador subraya el potencial futuro de personalización que abre esta tecnología. "Queremos que el robot sea capaz de adaptarse, reaccionando de manera distinta según quién tenga delante. Si detecta a un usuario determinado que tiende a estar más intranquilo, se activarán automáticamente mecanismos y comportamientos específicos orientados a calmar a esa persona".
Actualmente, el equipo de investigación cuenta con varios prototipos de Mía operativos con los que continúa madurando la tecnología en escenarios clínicos reales, mientras busca alianzas con empresas interesadas en transferir este conocimiento y llevar estas plataformas de asistencia al mercado general.
Video: https://youtu.be/1vUJdQiaDlA