Publicado: 10 de noviembre 2023 12:01  /   CIENCIA
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Tengo una IA susurrándome en la oreja

Cómo la inteligencia artificial está revolucionando la audición humana

Publicado: 10 de noviembre 2023 12:01  /   CIENCIA     por          
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Los problemas de audición afectan a millones de personas en todo el mundo limitando no solo su capacidad para comunicarse, sino también para experimentar la realidad en todo su esplendor sensorial.

En una era donde la tecnología se ha infiltrado en casi todos los aspectos de nuestra vida, la inteligencia artificial emerge como una solución prometedora para tales retos.

Historia de los audífonos

Los audífonos, en sus inicios, eran rudimentarios y distaban de ser sofisticados. Los primeros ejemplares datan de siglos atrás y eran poco más qué cuernos de animales o tubos que se usaban para canalizar el sonido hacia el oído. Con el tiempo, el siglo XIX vio el desarrollo de dispositivos acústicos mejor diseñados, aunque todavía eran básicamente amplificadores de sonido pasivos.

Entramos en una nueva era con el advenimiento de la tecnología electrónica en el siglo XX. Los primeros audífonos electrónicos aparecieron en la década de 1920 y utilizaban la amplificación electrónica para mejorar la audición. Sin embargo, estos dispositivos eran engorrosos y poco prácticos para el uso diario.

La verdadera revolución llegó con el desarrollo de transistores y microchips, que permitieron la miniaturización y, por consiguiente, el diseño de audífonos mucho más pequeños y efectivos. Estos avances permitieron la creación de audífonos intraurales e intracanales, lo cual supuso un avance significativo en términos de estética y funcionalidad.

A finales del siglo XX y principios del XXI, la digitalización cambió las reglas del juego una vez más. Los audífonos digitales permiten una personalización mucho mayor, con características como la cancelación de ruido y la capacidad de conectarse a otros dispositivos a través de Bluetooth. Además, los avances en el procesamiento de señales permitieron el desarrollo de algoritmos cada vez más sofisticados para mejorar la calidad del sonido.

Es en este contexto tecnológico en rápido desarrollo donde la inteligencia artificial entra en escena. Los audífonos modernos ya no son solo dispositivos de amplificación de sonido: son verdaderos ordenadores en miniatura con capacidades de aprendizaje automático y adaptación en tiempo real.

inteligencia artificial en audífonos

Oír mejor para pensar mejor

La mayoría de los no daneses saben poco sobre el danés, excepto quizás que es el idioma de algunas de las personas más felices del mundo y que es el origen de la palabra hygge, el sentimiento de comodidad, unión y bienestar para la vida cultural de los daneses.

Sin embargo, el danés es todo un rompecabezas. Los niños daneses tardan más en aprender el idioma que el resto. El problema parece residir en su pronunciación, que a menudo es descuidada y poco clara. Con más de cuarenta sonidos vocálicos, el danés tiene uno de los mayores inventarios vocálicos del mundo (en comparación, el inglés solo tiene entre 13 y 15 vocales, según el dialecto). Además, los daneses convierten varias consonantes en sonidos parecidos a vocales al hablar.

Por ello, no deja de ser irónico que una de las más importantes compañías que está revolucionando el campo de los audífonos para que todos podamos eventualmente entender mejor una conversación, Oticon, tenga su sede en Dinamarca.

El enfoque de Oticon es el llamado BrainHearing.

Oticon, el segundo fabricante de audífonos más grande del mundo, se centra en simplificar la interpretación cerebral de los sonidos en lugar de limitarse a tratar los oídos. Según los avances científicos más recientes, queda patente que los cerebros necesitan una percepción completa del panorama sonoro. Oticon considera imperativo ofrecer al cerebro un conocimiento más extenso de lo que le rodea. De este modo, entre los beneficios comprobados de BrainHearing se incluyen:

  • Fomento de la atención selectiva
  • Mayor cantidad de indicadores de habla para el cerebro
  • Mejora en la capacidad de retención
  • Reducción del esfuerzo necesario para escuchar
  • Aumento en la claridad de la comprensión del habla

Por ello, si la pérdida auditiva no se trata adecuadamente, pueden producirse diversas consecuencias negativas. Primero, se requiere más esfuerzo para escuchar, ya que el cerebro tiene que trabajar más para completar la información sonora que le falta. Esto también aumenta la carga mental, disminuyendo la capacidad para recordar y ejecutar otras tareas cognitivas.

Además, la falta de estimulación en el centro auditivo hace que otros sentidos, como la visión, empiecen a compensar, alterando la funcionalidad cerebral. Este cambio en la organización cerebral, junto con el aumento de la carga mental y la falta de estimulación, está relacionado con un deterioro cognitivo más rápido, afectando la memoria, la concentración y la toma de decisiones.

Finalmente, aunque todos los cerebros humanos disminuyen de tamaño con la edad, este proceso se acelera si el cerebro tiene que esforzarse más en procesar el sonido, lo que lleva a una disminución más rápida del volumen cerebral.

inteligencia artificial en audífonos

12 millones de escenas sonoras de la vida real

Gracias al crecimiento exponencial en la potencia de cálculo, la explosión en la disponibilidad de datos y los avances en investigación, la inteligencia artificial está revolucionando todas las disciplinas, incluida la audiología.

En el centro de esta revolución se encuentra la habilidad de algoritmos de análisis avanzados para identificar patrones en datos no estructurados como audio, vídeo y texto. El aprendizaje profundo, una de las técnicas más populares en la inteligencia artificial actual, facilita el procesamiento de grandes volúmenes de datos, el aprendizaje y el aislamiento de señales de interés, y ofrece una precisión excepcional en tiempo real.

Cuando se aplica a la audiología, ayuda a que los dispositivos auditivos distingan de forma inteligente entre varios sonidos, se ajusten dinámicamente a los entornos auditivos de los usuarios y aprendan continuamente para mejorar la capacidad auditiva. La inteligencia artificial se destaca por su habilidad para aprender de y simular el proceso auditivo humano, permitiendo la creación de soluciones auditivas altamente adaptables y centradas en el usuario.

Así, un buen audífono no debería simplemente amplificar el sonido, sino preprocesar la señal para ayudar a nuestro cerebro a entender y distinguir los sonidos que importan.

La inteligencia artificial no es simplemente un añadido a los audífonos, Además, permite que los audífonos se entrenen para reconocer sonidos específicos, como voces humanas o alertas de emergencia, y los resalte sobre el ruido de fondo. También ofrece capacidades avanzadas de reducción de ruido, siendo capaz de distinguir entre distintos tipos de sonido y filtrar ruidos no deseados de forma mucho más efectiva que las tecnologías tradicionales.

inteligencia artificial en audífonos

Hasta la fecha, los métodos de procesamiento del sonido se han basado principalmente en modelos teóricos y suposiciones humanas acerca de cómo optimizar la claridad del habla y minimizar el ruido ambiental. Estos enfoques han sido limitados por la comprensión humana de la complejidad del procesamiento auditivo.

No obstante, los audífonos provistos de una red neuronal profunda simulan el modo en el que el cerebro procesa el sonido. La aparente paradoja de que se requiere menos esfuerzo de escucha cuando se tiene acceso a más sonidos se resuelve cuando se considera la forma en que el cerebro humano está diseñado para procesar información auditiva. Al recibir un panorama sonoro más completo, el cerebro puede operar de manera más eficiente y efectiva, lo que a la larga disminuye el desgaste cognitivo y mejora la calidad de vida del usuario.

La red neuronal profunda se entrena con una variedad de entornos sonoros y situaciones, lo que le permite adaptarse y optimizar el sonido en tiempo real de manera similar a cómo lo haría el cerebro humano. Concretamente, la red neuronal se ha entrenado con 12 millones de escenas sonoras de la vida real, convirtiendo esta tecnología para audífonos en la más avanzada hasta la fecha.

Para lograrlo, la empresa salió del laboratorio y se adentró en el mundo real con un micrófono esférico de 360 grados para capturar sonidos en situaciones reales. Este micrófono esférico se compone de múltiples micrófonos individuales avanzados, distribuidos uniformemente en una esfera. Utilizando procesamiento de señal avanzado, los resultados de cada micrófono se combinan para capturar una escena sonora específica con gran detalle y precisión.

Así, esta tecnología ha logrado reducir el esfuerzo de escucha sostenido en un 30%. Esto se debe, en gran parte, al enfoque innovador que la empresa ha adoptado para el procesamiento del sonido.

inteligencia artificial en audífonos

El futuro (sin estigma) de la audición

Uno de cada cinco individuos a nivel global experimenta pérdida de audición, pero apenas el 17% de quienes padecen este problema utilizan audífonos. En parte, debido al estigma social que supone portar uno de ellos. Un estigma que, por ejemplo, no se observa en el uso de gafas.

Afortunadamente, los audífonos de hoy en día están evolucionando desde ser accesorios voluminosos hacia soluciones invisibles que se ajustan profundamente al oído. Aún mejor, algunos fabricantes los están transformando en dispositivos visibles pero elegantes que se asemejan a los últimos auriculares Bluetooth. Al igual que las gafas, que han pasado de ser un símbolo de visión deteriorada a un accesorio de moda, los audífonos podrían personalizarse para convertirse en un complemento moderno para el vestuario cotidiano.

Paralelamente, la inteligencia artificial está redefiniendo lo que es posible en el campo de la audiología. Con el ritmo acelerado de la innovación tecnológica, es probable que veamos avances aún más asombrosos en la próxima década. Es un momento emocionante para estar vivo y escuchar el futuro.

Los problemas de audición afectan a millones de personas en todo el mundo limitando no solo su capacidad para comunicarse, sino también para experimentar la realidad en todo su esplendor sensorial.

En una era donde la tecnología se ha infiltrado en casi todos los aspectos de nuestra vida, la inteligencia artificial emerge como una solución prometedora para tales retos.

Historia de los audífonos

Los audífonos, en sus inicios, eran rudimentarios y distaban de ser sofisticados. Los primeros ejemplares datan de siglos atrás y eran poco más qué cuernos de animales o tubos que se usaban para canalizar el sonido hacia el oído. Con el tiempo, el siglo XIX vio el desarrollo de dispositivos acústicos mejor diseñados, aunque todavía eran básicamente amplificadores de sonido pasivos.

Entramos en una nueva era con el advenimiento de la tecnología electrónica en el siglo XX. Los primeros audífonos electrónicos aparecieron en la década de 1920 y utilizaban la amplificación electrónica para mejorar la audición. Sin embargo, estos dispositivos eran engorrosos y poco prácticos para el uso diario.

La verdadera revolución llegó con el desarrollo de transistores y microchips, que permitieron la miniaturización y, por consiguiente, el diseño de audífonos mucho más pequeños y efectivos. Estos avances permitieron la creación de audífonos intraurales e intracanales, lo cual supuso un avance significativo en términos de estética y funcionalidad.

A finales del siglo XX y principios del XXI, la digitalización cambió las reglas del juego una vez más. Los audífonos digitales permiten una personalización mucho mayor, con características como la cancelación de ruido y la capacidad de conectarse a otros dispositivos a través de Bluetooth. Además, los avances en el procesamiento de señales permitieron el desarrollo de algoritmos cada vez más sofisticados para mejorar la calidad del sonido.

Es en este contexto tecnológico en rápido desarrollo donde la inteligencia artificial entra en escena. Los audífonos modernos ya no son solo dispositivos de amplificación de sonido: son verdaderos ordenadores en miniatura con capacidades de aprendizaje automático y adaptación en tiempo real.

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Oír mejor para pensar mejor

La mayoría de los no daneses saben poco sobre el danés, excepto quizás que es el idioma de algunas de las personas más felices del mundo y que es el origen de la palabra hygge, el sentimiento de comodidad, unión y bienestar para la vida cultural de los daneses.

Sin embargo, el danés es todo un rompecabezas. Los niños daneses tardan más en aprender el idioma que el resto. El problema parece residir en su pronunciación, que a menudo es descuidada y poco clara. Con más de cuarenta sonidos vocálicos, el danés tiene uno de los mayores inventarios vocálicos del mundo (en comparación, el inglés solo tiene entre 13 y 15 vocales, según el dialecto). Además, los daneses convierten varias consonantes en sonidos parecidos a vocales al hablar.

Por ello, no deja de ser irónico que una de las más importantes compañías que está revolucionando el campo de los audífonos para que todos podamos eventualmente entender mejor una conversación, Oticon, tenga su sede en Dinamarca.

El enfoque de Oticon es el llamado BrainHearing.

Oticon, el segundo fabricante de audífonos más grande del mundo, se centra en simplificar la interpretación cerebral de los sonidos en lugar de limitarse a tratar los oídos. Según los avances científicos más recientes, queda patente que los cerebros necesitan una percepción completa del panorama sonoro. Oticon considera imperativo ofrecer al cerebro un conocimiento más extenso de lo que le rodea. De este modo, entre los beneficios comprobados de BrainHearing se incluyen:

  • Fomento de la atención selectiva
  • Mayor cantidad de indicadores de habla para el cerebro
  • Mejora en la capacidad de retención
  • Reducción del esfuerzo necesario para escuchar
  • Aumento en la claridad de la comprensión del habla

Por ello, si la pérdida auditiva no se trata adecuadamente, pueden producirse diversas consecuencias negativas. Primero, se requiere más esfuerzo para escuchar, ya que el cerebro tiene que trabajar más para completar la información sonora que le falta. Esto también aumenta la carga mental, disminuyendo la capacidad para recordar y ejecutar otras tareas cognitivas.

Además, la falta de estimulación en el centro auditivo hace que otros sentidos, como la visión, empiecen a compensar, alterando la funcionalidad cerebral. Este cambio en la organización cerebral, junto con el aumento de la carga mental y la falta de estimulación, está relacionado con un deterioro cognitivo más rápido, afectando la memoria, la concentración y la toma de decisiones.

Finalmente, aunque todos los cerebros humanos disminuyen de tamaño con la edad, este proceso se acelera si el cerebro tiene que esforzarse más en procesar el sonido, lo que lleva a una disminución más rápida del volumen cerebral.

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12 millones de escenas sonoras de la vida real

Gracias al crecimiento exponencial en la potencia de cálculo, la explosión en la disponibilidad de datos y los avances en investigación, la inteligencia artificial está revolucionando todas las disciplinas, incluida la audiología.

En el centro de esta revolución se encuentra la habilidad de algoritmos de análisis avanzados para identificar patrones en datos no estructurados como audio, vídeo y texto. El aprendizaje profundo, una de las técnicas más populares en la inteligencia artificial actual, facilita el procesamiento de grandes volúmenes de datos, el aprendizaje y el aislamiento de señales de interés, y ofrece una precisión excepcional en tiempo real.

Cuando se aplica a la audiología, ayuda a que los dispositivos auditivos distingan de forma inteligente entre varios sonidos, se ajusten dinámicamente a los entornos auditivos de los usuarios y aprendan continuamente para mejorar la capacidad auditiva. La inteligencia artificial se destaca por su habilidad para aprender de y simular el proceso auditivo humano, permitiendo la creación de soluciones auditivas altamente adaptables y centradas en el usuario.

Así, un buen audífono no debería simplemente amplificar el sonido, sino preprocesar la señal para ayudar a nuestro cerebro a entender y distinguir los sonidos que importan.

La inteligencia artificial no es simplemente un añadido a los audífonos, Además, permite que los audífonos se entrenen para reconocer sonidos específicos, como voces humanas o alertas de emergencia, y los resalte sobre el ruido de fondo. También ofrece capacidades avanzadas de reducción de ruido, siendo capaz de distinguir entre distintos tipos de sonido y filtrar ruidos no deseados de forma mucho más efectiva que las tecnologías tradicionales.

inteligencia artificial en audífonos

Hasta la fecha, los métodos de procesamiento del sonido se han basado principalmente en modelos teóricos y suposiciones humanas acerca de cómo optimizar la claridad del habla y minimizar el ruido ambiental. Estos enfoques han sido limitados por la comprensión humana de la complejidad del procesamiento auditivo.

No obstante, los audífonos provistos de una red neuronal profunda simulan el modo en el que el cerebro procesa el sonido. La aparente paradoja de que se requiere menos esfuerzo de escucha cuando se tiene acceso a más sonidos se resuelve cuando se considera la forma en que el cerebro humano está diseñado para procesar información auditiva. Al recibir un panorama sonoro más completo, el cerebro puede operar de manera más eficiente y efectiva, lo que a la larga disminuye el desgaste cognitivo y mejora la calidad de vida del usuario.

La red neuronal profunda se entrena con una variedad de entornos sonoros y situaciones, lo que le permite adaptarse y optimizar el sonido en tiempo real de manera similar a cómo lo haría el cerebro humano. Concretamente, la red neuronal se ha entrenado con 12 millones de escenas sonoras de la vida real, convirtiendo esta tecnología para audífonos en la más avanzada hasta la fecha.

Para lograrlo, la empresa salió del laboratorio y se adentró en el mundo real con un micrófono esférico de 360 grados para capturar sonidos en situaciones reales. Este micrófono esférico se compone de múltiples micrófonos individuales avanzados, distribuidos uniformemente en una esfera. Utilizando procesamiento de señal avanzado, los resultados de cada micrófono se combinan para capturar una escena sonora específica con gran detalle y precisión.

Así, esta tecnología ha logrado reducir el esfuerzo de escucha sostenido en un 30%. Esto se debe, en gran parte, al enfoque innovador que la empresa ha adoptado para el procesamiento del sonido.

inteligencia artificial en audífonos

El futuro (sin estigma) de la audición

Uno de cada cinco individuos a nivel global experimenta pérdida de audición, pero apenas el 17% de quienes padecen este problema utilizan audífonos. En parte, debido al estigma social que supone portar uno de ellos. Un estigma que, por ejemplo, no se observa en el uso de gafas.

Afortunadamente, los audífonos de hoy en día están evolucionando desde ser accesorios voluminosos hacia soluciones invisibles que se ajustan profundamente al oído. Aún mejor, algunos fabricantes los están transformando en dispositivos visibles pero elegantes que se asemejan a los últimos auriculares Bluetooth. Al igual que las gafas, que han pasado de ser un símbolo de visión deteriorada a un accesorio de moda, los audífonos podrían personalizarse para convertirse en un complemento moderno para el vestuario cotidiano.

Paralelamente, la inteligencia artificial está redefiniendo lo que es posible en el campo de la audiología. Con el ritmo acelerado de la innovación tecnológica, es probable que veamos avances aún más asombrosos en la próxima década. Es un momento emocionante para estar vivo y escuchar el futuro.

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