Os benefícios da Inteligência Artificial começam a vir à tona. Ann sofreu um acidente vascular cerebral que a condenou a 18 anos de silêncio. Agora, finalmente, Ann reconquista a capacidade de “falar” graças a um implante cerebral e um avatar digital alimentado por IA.
Ann tinha 30 anos quando um AVC no tronco cerebral paralisou-a gravemente, tornando-a incapaz de controlar os músculos do corpo.
Esse evento afetou não só sua capacidade de respirar, mas também de comunicar-se verbalmente. Embora tenha recuperado parte dos músculos faciais ao longo dos anos, a voz permanecia inatingível.
Durante quase duas décadas, sua principal forma de comunicação era um dispositivo que lhe permitia digitar lentamente em um computador, usando pequenos movimentos da cabeça.
Uma jornada desafiadora, ainda mais tendo uma filha de 13 meses, um enteado de 8 anos e estando casada há apenas 26 meses na época do AVC.
No entanto, com a combinação de um implante cerebral e a mais recente inteligência artificial representada por um avatar digital, foi possível traduzir suas expressões faciais em palavras audíveis, permitindo que ela “falasse” uma vez mais.
Esse feito representa não só um triunfo pessoal para Ann, mas também uma promessa de esperança para muitos em situações semelhantes.
Introdução à condição de Ann
Ann era uma professora de matemática no ensino médio no Canadá. Mas em 2005, sua vida tomou um rumo inesperado quando sofreu um AVC.
Em 2020, Ann escreveu um artigo para uma aula de psicologia, lançando luz sobre sua vida após o AVC. Ela detalhou sua condição, conhecida como “Locked-in syndrome” ou LIS, que, como o nome sugere, é como estar preso dentro de um corpo que você não pode controlar.
A mente de Ann continuou tão aguçada quanto sempre foi. Seus cinco sentidos estavam intactos e completamente funcionais. Mas, seu corpo não respondia, seus músculos ficaram paralisados e inativos.
Com o tempo, ela reaprendeu a respirar sozinha, recuperou movimento completo do pescoço e suas expressões faciais começaram a retornar.
Voltou a ter seu riso, sua capacidade de chorar, ler e, eventualmente, sorrir, piscar e dizer algumas palavras.
Agora, ela aspira se tornar uma conselheira em uma clínica de reabilitação física. Para incentivar pessoas com os mesmos problemas que ela a superar, adaptar e continuar a sonhar.
Nova tecnologia de interface cérebro-computador
Ann aliou-se a especialistas da UC San Francisco e UC Berkeley, sob a liderança de Dr. Edward Chang, com um foco: aprimorar a tecnologia BCI (Interface Cérebro-Computador).
A nova interface é respaldada por um estudo recentemente publicado na revista Nature. Ela visa transformar sinais cerebrais em comunicação via avatar digital, decodificando eles em texto a uma velocidade de 80 palavras por minuto. Isso foi um salto significativo em relação ao dispositivo atual de Ann, que atinge 14 palavras por minuto, graças aos benefícios da Inteligência Artificial.
O objetivo final é reintroduzir uma comunicação encarnada: genuína, natural.
Participação de Ann no estudo e os Benefícios da Inteligência Artificial
Em 2021, Ann conheceu o estudo de Dr. Chang ao ler sobre Pancho.
Pancho é um homem paralisado após um AVC no tronco cerebral. Permanecia um enigma se seu cérebro poderia ainda sinalizar para a fala. Mas ele mostrou que a intenção de falar — não apenas pensar — poderia ser traduzida, pelo sistema, em palavras completas.
Foi a prova viva de que era possível decodificar sinais cerebrais de fala em palavras articuladas, graças aos benefícios da Inteligência Artificial.
A trajetória de Ann no estudo introduziu um desafio ainda maior. A equipe, sob a liderança de Dr. Chang, não estava apenas interessada nos sinais cerebrais que formam palavras.
O objetivo com Ann era mais ambicioso: decifrar os sinais cerebrais e movimentos faciais do ser-humano. A partir daí, a meta era restaurar não apenas a voz, mas toda a gama de expressões que fazem a nossa comunicação.
Funcionamento da interface cérebro-computador
Foi implantado um sofisticado retângulo contendo 253 eletrodos diretamente no cérebro de Ann.
Esses eletrodos cobrem áreas cerebrais já conhecidas por sua influência direta na fala. Eles capturam os sinais cerebrais que, em um cenário sem adversidades, dirigiriam os movimentos dos músculos da fala e da expressão de Ann, desde os lábios e língua até a mandíbula e laringe.
Os eletrodos estão conectados, através de um cabo discreto, em um dispositivo fixado na cabeça de Ann, que por sua vez, transmite a informação a computadores dedicados.
Esses sistemas, dotados de algoritmos avançados, traduzem os pulsos cerebrais em palavras audíveis e expressões visíveis.
Benefícios da Inteligência Artificial no treinamento
Contudo, para dar voz à Ann através dos benefícios da Inteligência Artificial, foram semanas de dedição ao treinamento minucioso dos algoritmos de IA.
Ela repetiu diversas frases, de um vocabulário conversacional consistindo em 1.024 palavras, inúmeras vezes. Tudo com o propósito de permitir que o computador identificasse padrões de atividade cerebral ligados a cada som básico da fala.
Em um movimento estratégico, os pesquisadores optaram por não treinar a IA para identificar palavras completas.
Ao invés disso, focaram nos fonemas, componentes mínimos da fala que, assim como as letras em uma palavra escrita, constroem nossa linguagem falada. Para exemplificar, na palavra “Hello”, temos quatro fonemas: “HH,” “AH,” “L” e “OW.”
Ao se concentrar em apenas 39 fonemas essenciais, a equipe permitiu ao sistema aprender e operar com uma precisão notável, tornando-o três vezes mais veloz.
Sean Metzger e Alex Silva, do Programa Conjunto de Bioengenharia da UC Berkeley e UCSF, destacaram essa eficiência, velocidade e riqueza de vocabulário.
Para eles, essa combinação tem o potencial de oferecer a Ann a chance de comunicar-se quase à paridade com aqueles não afetados pela paralisia, tornando suas interações mais fluidas e autênticas.
Animação do avatar
Para dar vida ao avatar digital de Ann, a equipe recorreu à expertise do software desenvolvido pela Speech Graphics, uma líder na criação de animações faciais alimentadas por IA.
Para integrar a mente de Ann ao avatar, pesquisadores desenvolveram processos únicos de aprendizado de máquina, permitindo que o software interpretasse os sinais cerebrais de Ann.
Assim, enquanto ela tentava se comunicar, os sinais eram traduzidos em ações para o avatar. Esses incluíam movimentos específicos, como abrir e fechar a mandíbula, protuberar e franzir os lábios, além de expressões que transmitem emoções como alegria, tristeza e surpresa.
O principal objetivo desse sistema não é meramente estético. Ele busca preencher o vazio criado pelas conexões que o AVC de Ann interrompeu entre seu cérebro e o trato vocal, restituindo a ela uma forma de expressão.
Kaylo Littlejohn, um dos acadêmicos envolvidos na pesquisa, destacou a magnitude do projeto. Para ele, um marco foi quando Ann utilizou o sistema para, pela primeira vez, falar e animar o avatar simultaneamente.
Impacto dos Benefícios da Inteligência Artificial e próximos passos
Uma das metas primordiais da equipe é desenvolver uma versão sem fio do BCI. A ideia é alcançar a simplicidade e a autonomia de não precisar estar preso a um sistema enquanto comunica seus pensamentos e emoções.
Ann descreveu sua participação no projeto como um divisor de águas. Ela relembrou momentos desafiadores, como sua interação frustrada com uma terapeuta de fala. Depois, contrastou a experiência com o renovado propósito que o estudo atual trouxe à sua vida.
Segundo Ann, a pesquisa não só lhe ofereceu um meio de comunicação. Mas, graças ao benefícios da Inteligência Artificial, a experiência aumentou sua qualidade de vida como um todo.
