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Solutions for voice interaction towards natural crew assistant

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El reconocimiento de voz y la inteligencia artificial alivian la presión de la tripulación aérea

Los accidentes aéreos han disminuido en los últimos años, pero cuando suceden, el volumen de trabajo de la tripulación suele estar en su nivel máximo. Por lo tanto, aumentar el rendimiento de la tripulación durante los períodos de alto volumen de trabajo es de gran importancia y puede contribuir a mantener la seguridad en los vuelos.

Transporte y movilidad

El volumen de trabajo de las tripulaciones alcanza su punto máximo cuando se dan una combinación de situaciones impredecibles: condiciones meteorológicas, alta densidad de tráfico, fallos del sistema, y operaciones de vuelo como despegue, ascenso, descenso, aproximación y aterrizaje. La cantidad de información y el número de acciones que debe procesar la tripulación pueden llegar a ser imposibles de manejar y afectar a la seguridad del vuelo. En el proyecto VOICI, financiado con fondos europeos, se ha abordado esta amenaza por medio del desarrollo de un «asistente de tripulación natural» inteligente en el entorno de la cabina de vuelo. El sistema consta de tres tecnologías principales, en concreto, grabación de sonido, reconocimiento de voz e inteligencia artificial. Se incluye un sistema de procesamiento de voz integrado en la cabina de vuelo que entiende la terminología de la aviación, así como una matriz de micrófonos ópticos de bajo ruido y un procesamiento optimizado para ellos. El sistema VOICI también cuenta con una nueva síntesis de voz más eficiente, adaptada a la terminología de la aviación y a los niveles de ruido.

Evaluación en condiciones realistas

Los socios del proyecto tenían como objetivo proporcionar un demostrador de prueba de concepto capaz de escuchar todas las comunicaciones en la cabina de vuelo, tanto entre miembros de la tripulación como entre la tripulación y el control de tráfico aéreo (ATC). «El sistema VOICI debía reconocer e interpretar el contenido de voz, interactuar con la tripulación y cumplir las peticiones de esta para simplificar las tareas y reducir el volumen de trabajo cognitivo», resume Tor Arne Reinen, coordinador del proyecto. Los investigadores también desarrollaron un entorno de evaluación de audio realista para los experimentos de la tecnología. De este modo, se facilitó el desarrollo del asistente de tripulación y se pudo evaluar su rendimiento, incluidas las tecnologías de captura y reconocimiento de voz para el uso en una cabina ruidosa, junto con el sistema de diálogo inteligente con síntesis de voz automática como salida principal. El entorno de pruebas de audio abarcaba un modelo físico en 3D de la cabina de vuelo de un Falcon 2000S, incluida la reproducción por altavoz de las grabaciones de ruido de un vuelo real. «Hemos demostrado que el asistente de tripulación es viable con los elevados niveles de ruido presentes en la cabina de vuelo de un avión», explica Reinen.

Un gran número de ventajas

La captura de la voz se efectúa tanto a través de los auriculares del piloto como de una matriz de micrófonos ambientales. El reconocimiento de voz mediante redes neuronales profundas y el sistema de diálogo se desarrollaron explícitamente para el entorno de la cabina de vuelo e incluyen terminología de aviación y robustez ante niveles elevados de ruido de fondo. Los sistemas funcionan sin dependencia de la nube y emplean modelos de lenguaje específicos del entorno de la cabina de vuelo. Según Reinen, se han implantado y probado todos los algoritmos subyacentes al sistema de diálogo: desde la unidad de comprensión del lenguaje natural, que entiende las peticiones naturales, hasta el núcleo de diálogo, que gestiona el flujo de la conversación. «Se ha prestado especial atención a la capacidad del asistente de voz para utilizar datos contextuales», señala. Al reducir el volumen de trabajo de la tripulación, VOICI contribuirá a optimizar las operaciones, la seguridad de los vuelos y la concienciación de la tripulación; a un mejor mantenimiento; a reducir el coste de las operaciones; y, en general, a una mayor eficacia y un menor estrés. «En VOICI participan tanto pequeñas y medianas empresas (pymes) como institutos de investigación. La cooperación en el seno del consorcio contribuirá a innovar y a crear empleo», señala Reinen.

Palabras clave

VOICI, cabina de vuelo, aviación, reconocimiento de voz, asistente de tripulación natural, redes neuronales

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