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Solutions for voice interaction towards natural crew assistant

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Riconoscimento vocale e intelligenza artificiale aiutano ad allentare la pressione dell’equipaggio

Negli ultimi anni gli incidenti aerei sono diminuiti, ma quando si verificano, la pressione a carico dell’equipaggio è solitamente ai massimi livelli. Aumentare quindi le prestazioni del personale di bordo durante i periodi di sovraccarico è di estrema importanza e può aiutare a mantenere la sicurezza in volo.

Trasporti e Mobilità

Il carico di lavoro per l’equipaggio raggiunge l’apice quando si tratta di affrontare una combinazione di situazioni impreviste: condizioni meteorologiche, traffico intenso, avarie del sistema e operazioni di volo come decollo, salita, discesa, avvicinamento e atterraggio. La quantità di informazioni e il numero di azioni che devono essere elaborate dall’equipaggio possono essere ingestibili, compromettendo la sicurezza del volo. Il progetto VOICI, finanziato dall’UE, affronta a questa minaccia sviluppando un «assistente di volo naturale» intelligente da inserire nell’ambiente della cabina di pilotaggio. Il sistema si avvale di tre tecnologie principali: la registrazione di suoni, il riconoscimento vocale e l’intelligenza artificiale. Include un sistema di elaborazione vocale integrato nella cabina di pilotaggio che capisce la terminologia aeronautica, nonché una serie di microfoni ottici a basso livello di rumore e una serie ottimizzata per la loro elaborazione. Il sistema VOICI presenta inoltre una sintesi vocale nuova e più efficiente, adattata alla terminologia aeronautica e ai livelli di rumore.

Valutato in condizioni realistiche

I partner del progetto puntavano a fornire un dimostratore a prova di concetto in grado di ascoltare tutte le comunicazioni nella cabina di pilotaggio, sia tra i membri dell’equipaggio che tra l’equipaggio e le torri di controllo. «Il sistema VOICI dovrebbe riuscire a riconoscere e interpretare il contenuto dei dialoghi, interagire con l’equipaggio e soddisfare le richieste dell’equipaggio per semplificare i loro compiti e ridurre il carico di lavoro cognitivo», spiega il coordinatore del progetto Tor Arne Reinen. I ricercatori hanno anche sviluppato un ambiente di valutazione acustica realistico per esperimenti tecnologici. Ciò ha permesso di sviluppare l’assistente e ha permesso di valutare le sue prestazioni, includendo le tecnologie di acquisizione e di riconoscimento vocale da usare in una cabina rumorosa, insieme al sistema di dialogo intelligente con sintesi vocale automatica come suo miglior risultato. L’ambiente audio di prova prevedeva un modello fisico 3D di una cabina di pilotaggio di un Falcon 2000S, comprendente la riproduzione su altoparlanti di registrazioni di rumore da un volo reale. «Abbiamo dimostrato che l’assistente può operare con gli altissimi livelli di rumore di una cabina d’aviazione», spiega Reinen.

Molteplici vantaggi

L’acquisizione del parlato viene realizzata tramite le cuffie del pilota e una serie di microfoni ambientali. Il riconoscimento vocale che impiega le reti neurali profonde e il sistema di dialogo sono stati sviluppati espressamente per l’ambiente della cabina di pilotaggio e includono la terminologia aeronautica e la resistenza a elevati livelli di rumori di sottofondo. I sistemi funzionano indipendentemente dai sistemi basati su cloud, utilizzando modelli linguistici dedicati per gli scenari da cabina. Come spiega Reinen, tutti gli algoritmi alla base del sistema di dialogo sono stati implementati e testati: dall’unità di comprensione del linguaggio naturale che comprende le richieste naturali al Nucleo di dialogo che gestisce il flusso della conversazione. «Un’enfasi particolare è stata posta sulla capacità dell’assistente vocale di usare dati contestuali», fa notare il coordinatore. Riducendo il carico di lavoro del personale di bordo, VOICI contribuirà a ottimizzare le operazioni, la sicurezza del volo e la consapevolezza dell’equipaggio e consentirà una migliore manutenzione, costi delle operazioni ridotti e, in generale, maggiore efficienza e minore stress. «VOICI è rivolto sia alle piccole e medie imprese (PMI) che agli istituti di ricerca; inoltre la cooperazione all’interno del consorzio contribuirà all’innovazione e alla creazione di posti di lavoro», sottolinea Reinen.

Parole chiave

VOICI, cabina di pilotaggio, aviazione, riconoscimento vocale, assistente dell’equipaggio naturale, reti neurali

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