Inteligência Artificial na Acústica: aplicações e possibilidades
Conheça as aplicações da IA na área de acústica e como a tecnologia ajuda a proporcionar soluções acústica urbanas, sociais e industriais
Aplicativos de reconhecimento de voz; de identificação de COVID-19 pelo tom de voz; que monitoram o trânsito e dão dicas sobre o melhor trajeto a percorrer; redes sociais que exibem as notícias e os posts que são de maior interesse do usuário; apps para delivery de comida que sugerem refeições de acordo com seu gosto pessoal.
A Inteligência Artificial é, resumidamente, a tecnologia que procura reproduzir os complexos processos da mente humana em computadores. Ela faz isso por meio de softwares que registram dados através de sensores que utilizam Internet das Coisas (IoT – Internet of Things) e analisam uma quantidade enorme de dados (Big data) para, com o ganho de experiência e aprendizado, tomar as melhores decisões por conta própria.
Em outras palavras, a tecnologia IA é capaz de raciocinar e oferecer a nós, humanos, as melhores sugestões ou mesmo resolver nossos problemas em diversas áreas de forma automatizada. Os apps de transporte, alimentação, comércio, segurança, investimento e entretenimento, assim como os assistentes virtuais, fazem exatamente isto: facilitam nossa vida.
Como não poderia deixar de ser, Inteligência Artificial e acústica também estão intimamente ligadas. Tão conectadas que a tecnologia IA representa, de fato, o futuro da acústica.
Neste texto você vai saber mais sobre o uso da IA na acústica, e algumas tecnologias que podem ser aplicadas na área.
Como funciona o uso da tecnologia na acústica
Inteligência Artificial e acústica já são trabalhadas em conjunto no dia a dia da sociedade – e assim será cada vez mais. Classificada pela Organização Mundial da Saúde (OMS) como a segunda pior poluição ambiental do planeta, a poluição sonora já é um problema gravíssimo nas cidades atuais – imagine como será daqui a 50 ou 100 anos se nada for feito.
É para mudar esse cenário que a tecnologia IA vem sendo aplicada na gestão acústica e ambiental urbana de países como os Estados Unidos e o Japão. São utilizados, por exemplo, aplicativos que captam ruídos de determinados lugares para traçar os mapas sonoros destes locais: assim, os órgãos competentes podem fiscalizar melhor e fazer cumprir a legislação ambiental quanto ao barulho.
Mesmo os aparelhos smartphones que utilizamos no cotidiano podem baixar e utilizar alguns destes apps de avaliação do ruído ambiental. Se um local qualquer da cidade for mal avaliado por um grande número de pessoas, cresce a perspectiva de que providências acústicas possam ser tomadas pelos responsáveis. Entenda melhor como a sintonia entre Inteligência Artificial e acústica pode criar projetos que melhorem o dia a dia das pessoas em casa e no trabalho:
Barreiras acústicas
As barreiras acústicas são protetores físicos que impedem a passagem do som, total ou parcialmente, de um ambiente para outro. O recurso já é usado no dia a dia das pessoas de maneira mais empírica e pouco eficiente (em salas comerciais e empresariais ou em estúdios musicais, por exemplo) e a tendência é que, com o apoio da Inteligência Artificial, sejam cada vez mais comuns em casas, apartamentos e escritórios, entretanto, em ambientes fechados é mais complicada a sua aplicação. Já em ambientes abertos as barreiras podem funcionar de forma mais eficiente, sendo que os cristais sônicos são geometrias que podem ser otimizadas por algoritmos de inteligência artificial para garantir redução sonora em ambiente aberto e sem utilizar um dispositivo fixo que barre totalmente a passagem de pessoas, animais e do vento.
Isolamento acústico
O isolamento acústico consiste em controlar os ruídos e vibrações que saem ou entram nos ambientes, especialmente dentro de edifícios e galpões industriais. Com a ajuda da tecnologia IA, o isolamento acústico tende a ser cada vez mais eficiente e capaz de melhorar o conforto acústico e a qualidade de vida de pessoas que vivem em apartamentos ou trabalham em indústrias. Uma forma de aplicar isso é utilizando tecnologias como o controle ativo em fones de ouvido que barram o som externo e evitam que ele entre em seus ouvidos. Um exemplo são os fones com cancelamento de ruído, uma técnica complicada que só funciona para certas frequências, em geral mais graves, e que depende muito da distância entre o ouvido e o alto-falante.
Janela acústica ou janela antirruido
Indispensáveis por permitirem a entrada de luz, ar e a própria visualização do exterior, as janelas são muitas vezes o ponto fraco por onde entram os ruídos – especialmente pelas frestas e aberturas da esquadria. Já a janela acústica é feita com componentes que alcançam um isolamento acústico superior: vidros duplos ou triplos mais resistentes (temperados, laminados, resinados ou monolíticos) com câmara de ar interna para um maior isolamento acústico. As tecnologias mais avançadas também envolvem controle ativo e podem incorporar uma base de dados de sinais de mascaramento que podem também causar menor incômodo se associadas a tecnologias de inteligência artificial aliadas à psicoacústica.
Smart Cities e Smart Industries com sensores acústicos
As possíveis aplicações da Inteligência Artificial na acústica são muitas, com benefícios que vão do macro – cidades como um todo – ao micro – a qualidade de vida de cada pessoa.
As cidades que apresentam melhor conforto sonoro no mundo, como a movimentada Barcelona, conquistaram isso com planejamento da acústica urbana. Um planejamento que, com tecnologia IA, é muito superior.
Por meio da Internet das Coisas (IoT) e do conceito de Big Data, sensores espalhados por toda parte conseguem captar a intensidade sonora dos locais e gerir dados a uma velocidade incrível. O mapeamento acústico é feito em tempo real e pode gerar alertas, identificar eventos perigosos, facilitar a gestão urbana e monitorar a saúde de trabalhadores e comunidade. No âmbito industrial, tecnologias de reconhecimento de fontes sonoras baseados em IA podem ser aliados a processos rotineiros para monitoramento dos tempos efetivos de exposição ao ruído, como as soluções Noise Trigger Time aliado ao Noise Advisor. A determinação da Exposição ao Ruído Ocupacional através da série de app(s) mHsec da 3R Brasil Tecnologia Ambiental foram desenvolvidos para atender o mercado industrial a um custo acessível. São soluções de simples aplicação e eficientes para a área de saúde e segurança do trabalho (SST), gerando ferramentas de análise e apoio as medições ambientais. Foi idealizado pelo M.Sc Engenheiro Rogério Dias Regazzi, escolhido e apoiado pelo programa Inova talentos do CNPq/IEL Rio de Janeiro.
Tecnologias e Glossário de Inteligência Artificial
Para entender melhor como Inteligência Artificial e acústica podem atuar em uníssono, confira um resumo explicativo sobre algumas das tecnologias que têm tudo a ver com acústica:
Big Data
Big Data é o conceito de tecnologia que permite o armazenamento e o processamento de um volume de dados indescritivelmente grande a uma velocidade descomunal. Na área da acústica o Big Data possibilita, por exemplo, que prefeitura e departamento de polícia possam monitorar os níveis acústicos de todas as ruas de uma grande cidade – o que só é possível também graças ao conceito de Internet das Coisas e sistemas de monitoramento contínuo, como normatizado recentemente pela norma NBR 10151:2019 com a errata 2020 baseada na ISO 1996.
Internet das coisas (IoT)
A Internet das Coisas representa o presente e o futuro de basicamente todas as áreas profissionais e sociais: uma rede de dispositivos conectados à Internet o tempo todo, trocando e processando dados. Quais dispositivos? Tudo o que usamos: carros, casas, geladeiras, celulares, relógios, máquinas industriais e, em um futuro próximo, até roupas. A IoT facilitará a criação de soluções acústicas em cidades, residências e indústrias. Os gadgets se tornam wearables (tecnologias vestíveis) com uma infinidade de aplicações de monitoramento contínuo.
Arduino
O Arduíno é uma plataforma de Hardware que atua como um microcontrolador: ele pode ser associado a sensores de pressão, movimento, luz ou áudio em um ambiente para, conectado também a um computador dotado de tecnologia IA, processar dados e facilitar a criação de experimentos e soluções acústicas.
Raspberry PI
O Raspberry PI é um microcomputador de baixo custo que, munido de softwares com tecnologia IA, é capaz de processar sinais de áudio e obter informações preciosas dos modelos de aprendizagem de máquina. Muito utilizado pela comunidade científica, pode ser conectado a diversos dispositivos simultaneamente e permite uma grande variedade de configurações na captação e processamento do áudio.
Monitoramento de Ruído
As soluções de monitoramento por si só não são suficientes para se obter uma efetiva gestão dos funcionários e agentes de risco. São sistemas homologados de alto custo que em geral não atendem às expectativas dos clientes brasileiros, que procuram soluções mais eficazes e otimizadas. Veja algumas das soluções mais convencionais aplicadas ao programa de proteção auditiva de funcionários de indústrias na figura abaixo.
O Smart Noise é um sistema inteligente de monitoramento de ruído em indústrias que usa o conceito de Internet das Coisas para solucionar o problema do ruído excessivo em empresas e indústrias. Ele funciona com um dispositivo com microfones especiais posicionados no lado interno ou externo da indústria: os microfones captam os ruídos e enviam as medições para a nuvem, onde os dados são processados e geram mapas que exibem os níveis de pressão sonora em tempo real e ainda fazem previsões das futuras emissões baseado em modelos preditivos.
Leia também: Monitoramento de ruído em indústrias: por que é necessário?
Com tantas aplicações e possibilidades, fica claro que Inteligência Artificial e acústica têm um promissor futuro lado a lado. A capacidade que a tecnologia oferece para captar, armazenar e processar dados gera a expectativa de que, futuramente, não será mais preciso fazer reclamações por barulho excessivo do vizinho, do comércio ao lado ou no próprio local de trabalho.
Ao invés disso, o monitoramento em tempo real cria a perspectiva de que, com critérios bem estabelecidos, sejam emitidos alertas de barulho excessivo. Ainda que haja a necessidade de discussões acerca das questões legais e de quais serão estes critérios, são soluções como estas que fazem da Inteligência Artificial o futuro da acústica.
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