{"id":14658,"date":"2021-09-09T02:00:43","date_gmt":"2021-09-09T02:00:43","guid":{"rendered":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=14658"},"modified":"2021-09-09T02:00:43","modified_gmt":"2021-09-09T02:00:43","slug":"el-proyecto-europeo-xmos-aplica-la-inteligencia-artificial-y-los-sensores-de-radar-para-hacer-mas-inteligentes-las-interfaces-de-voz","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/domosistemas.com\/?p=14658","title":{"rendered":"El proyecto europeo XMOS aplica la inteligencia artificial y los sensores de radar para hacer m\u00e1s inteligentes las interfaces de voz"},"content":{"rendered":"
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El control por voz facilita la gesti\u00f3n de los dispositivos inteligentes y su evoluci\u00f3n se centra en ser m\u00e1s preciso, de tal manera que permita a los dispositivos saber cu\u00e1ndo el usuario requiere privacidad o cu\u00e1ndo se quiere interactuar con ellos. Bajo esta l\u00ednea, el proyecto europeo XMOS ha desarrollado una tecnolog\u00eda con inteligencia artificial (IA) para mejorar y potenciar el control por voz.<\/p>\n

\"Logo
El proyecto europeo XMOS ha desarrollado una interfaz de voz que no requiere de un procesador de aplicaciones host.<\/figcaption><\/figure>\n

Liderado por la empresa XMOS Limited<\/a> (Reino Unido), el proyecto se ha centrado en desarrollar tecnolog\u00edas centrales para crear interfaces de voz y sistemas de agregaci\u00f3n de sensores de bajo costo. Su objetivo es eliminar la necesidad de utilizar un procesador de aplicaciones host en aplicaciones de bajo costo, de consumo e IoT.<\/p>\n

Para ello, contaron con un presupuesto de 2.983.500 euros, de los cuales 2.088.450 euros han sido financiados por el programa de investigaci\u00f3n e innovaci\u00f3n Horizonte 2020 de la Uni\u00f3n Europea. Durante tres a\u00f1os (enero 2019-marzo 2021), el proyecto XMOS desarroll\u00f3 una tecnolog\u00eda en la que se probaron las t\u00e9cnicas de interferencias de inteligencia artificial y proporcion\u00f3 al cliente la posibilidad de procesar informaci\u00f3n de manera local, reduciendo los problemas de privacidad y de ancho de banda, al tiempo que permiti\u00f3 a los desarrolladores agregar nuevas caracter\u00edsticas.<\/p>\n

Arquitectura del cliente ligero<\/h2>\n

El proyecto XMOS dise\u00f1\u00f3 un cliente ligero conectado a la nube de bajo costo, que integra una interfaz de voz de campo lejano, inteligencia artificial y personalizaci\u00f3n del usuario. Asimismo, el cliente ligero se compone de tres bloques principales, que son la agregaci\u00f3n de una interfaz de sensor, la capacidad de procesamiento de se\u00f1ales para transformar los datos del sensor en informaci\u00f3n \u00fatil y, por \u00faltimo, la conectividad de red para transportar las salidas de datos a un servidor basado en la nube.<\/p>\n

\"Arquitectura
La arquitectura del cliente ligero es flexible y permite agregar nuevas capacidades en las interfaces de voz. Foto: XMOS Limited.<\/figcaption><\/figure>\n

Por otro lado, XMOS ha conseguido que la arquitectura del cliente ligero sea flexible, permitiendo a los desarrolladores la posibilidad de agregar nuevas capacidades y de optimizar los modelos de inteligencia artificial utilizados para aplicarlos en una amplia gama de casos de uso.<\/p>\n

La flexibilidad de la arquitectura se ha conseguido a trav\u00e9s del procesador XMOS xcore. Este dispositivo comprende un n\u00facleo de procesamiento central de dos bloques de n\u00facleos l\u00f3gicos interconectados, permitiendo consolidar casi todas las interfaces y el procesamiento en un solo dispositivo, reduciendo as\u00ed los costos generales del sistema.<\/p>\n

El procesador xcore, cuyos bloques de procesamiento se han actualizado con nuevas capacidades para admitir los requisitos de la aplicaci\u00f3n EdgeAI, ha sido la base para desarrollar el procesador xcore.ai, componente principal de la arquitectura de la soluci\u00f3n de XMOS. Xcore.ai proporciona las caracter\u00edsticas necesarias para obtener un control por voz sin un procesador de aplicaciones host.<\/p>\n

\"Pruebas
El m\u00f3dulo de cliente ligero ha sido probado por los clientes potenciales en IFA. Foto: XMOS Limited.<\/figcaption><\/figure>\n

A todas estas caracter\u00edsticas del m\u00f3dulo de cliente ligero hay que a\u00f1adir sus dos placas. La primera placa corresponde al procesador AIoT, que posee unas dimensiones compactas de 55 mm x 33 mm, donde residen el procesamiento central, el wifi y los micr\u00f3fonos. Por su parte, la segunda placa corresponde al sensor, que puede adaptarse a extensiones de aplicaciones espec\u00edficas.<\/p>\n

Procesamiento de voz fiable<\/h2>\n

Para conseguir un buen reconocimiento de voz es necesario que el sistema sea capaz de identificar la voz humana del resto de ruidos que se producen alrededor. Gracias a un conjunto de algoritmos de funciones de procesamiento de se\u00f1ales digitales (DSP), XMOS ha logrado eliminar el ruido de fondo, las fuentes de interferencias, as\u00ed como los ecos de las estancias, obteniendo una voz m\u00e1s clara y n\u00edtida.<\/p>\n

\"M\u00f3dulo
El m\u00f3dulo integra el procesador xcore.ai que puede consolidar casi todas las interfaces y el procesamiento en un solo dispositivo, entre otras capacidades. Foto: XMOS Limited.<\/figcaption><\/figure>\n

Asimismo, se investigaron tres \u00e1reas del procesamiento de voz de inteligencia artificial integrado: localizaci\u00f3n, identificaci\u00f3n del hablante y detecci\u00f3n de palabras claves. En las tres \u00e1reas, la tecnolog\u00eda central ha sido prototipada y se ha demostrado que es viable, por lo que los algoritmos y los modelos est\u00e1n disponibles para su explotaci\u00f3n.<\/p>\n

Tras las diferentes pruebas, se ha demostrado que los clientes muestran un mayor inter\u00e9s en la personalizaci\u00f3n de la detecci\u00f3n de las palabras clave, ya que, de esta forma, los clientes pueden personalizar su interfaz de voz, desde el punto de vista de diferenciaci\u00f3n de marca, y activar el sistema con menos potencia, garantizando as\u00ed el ahorro de energ\u00eda.<\/p>\n

Con estas premisas, XMOS ha creado un modelo funcional de detecci\u00f3n de palabras clave, que se pueden ejecutar en tiempo real en un entorno inform\u00e1tico con recursos muy limitados y un motor de palabras clave peque\u00f1o y de bajo consumo optimizado en xcore.ai.<\/p>\n

Nuevas funcionalidades para la interfaz de voz<\/h2>\n

El proyecto XMOS no solo se centr\u00f3 en mejorar la calidad de la interfaz de voz, sino que adem\u00e1s incorpor\u00f3 nuevas funcionalidades mediante la investigaci\u00f3n de t\u00e9cnicas con sensores, que utilizan la tecnolog\u00eda de radar de corto alcance. El radar permite a un sistema monitorizar su entorno y detectar la presencia humana, manteniendo la privacidad de las personas al no capturar im\u00e1genes visuales con una c\u00e1mara.<\/p>\n

\"M\u00f3dulo
XMOS implement\u00f3 un sensor radar para detectar a las personas cuando entran en una sala, con el fin de proporcionar funcionalidades autom\u00e1ticas personalizadas. Foto: XMOS Limited.<\/figcaption><\/figure>\n

XMOS tambi\u00e9n desarroll\u00f3 un peque\u00f1o m\u00f3dulo de radar de 60 GHz, el cual fue capaz de detectar a las personas que se encontraban en una habitaci\u00f3n y las clasific\u00f3 por tipos, ni\u00f1os o adultos. La ventaja de esta funci\u00f3n es la posibilidad de que un electrodom\u00e9stico podr\u00eda tener la capacidad de desactivar ciertas funcionalidades dependiendo si hay cerca un ni\u00f1o o un adulto.<\/p>\n

Posteriormente, se mejoraron los algoritmos de procesamiento del radar, permitieron al m\u00f3dulo identificar a una persona en la habitaci\u00f3n como parte de un grupo de personas preinscritas, de modo que se puede desarrollar un dispositivo para establecer una funcionalidad autom\u00e1tica para cada usuario.<\/p>\n

\"M\u00f3dulo
En el interior de la l\u00ednea blanca del centro se encuentra ubicado el cliente ligero de bajo costo. Foto: XMOS Limited.<\/figcaption><\/figure>\n

Por otro lado, a la interfaz de voz tambi\u00e9n se le puede incorporar los sensores de c\u00e1maras. El problema que conlleva el uso de las c\u00e1maras es que \u00e9stas requieren una conexi\u00f3n a Internet para enviar las im\u00e1genes a un sistema de inferencia de IA basado en la nube. XMOS ha conseguido procesar las im\u00e1genes y ejecutar las inferencias en el borde, para que los datos de im\u00e1genes se queden en el propio sensor, aumentando la privacidad y cumpliendo con la normativa de la protecci\u00f3n de datos.<\/p>\n

Este procesamiento de im\u00e1genes se obtiene a trav\u00e9s de una serie de herramientas de inteligencia artificial desarrolladas en el proyecto. XMOS cre\u00f3 un cliente ligero demostrador que utiliza una c\u00e1mara conectada directamente al dispositivo xcore.ai para capturar y clasificar im\u00e1genes. La aplicaci\u00f3n puede detectar si hay un rostro humano en el campo de visi\u00f3n de la c\u00e1mara y validarlo con la fotograf\u00eda prerregistrada de un usuario, sin almacenar los datos de las im\u00e1genes capturadas, para que el dispositivo pueda tomar las acciones de manera local, como, por ejemplo, encender un aparato solo cuando el propietario est\u00e1 presente.<\/p>\n

El resultado final de este proyecto es la creaci\u00f3n de la soluci\u00f3n de procesador de voz con dos micr\u00f3fonos XFV3510 de bajo costo, que incorpora nuevas funcionalidades como la detecci\u00f3n de personas. El proyecto europeo XMOS ha conseguido evolucionar las interfaces de voz para ofrecer un mejor servicio, respetando en todo momento la privacidad de los usuarios.<\/p>\n

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