Assistentes de Voz Estão Ficando Locais — e Isso Muda Tudo
Quando a primeira geração de assistentes de voz como Siri, Alexa e Google Assistant surgiu, eles dependiam quase inteiramente da nuvem. Se você pedisse a um alto-falante inteligente para apagar as luzes, o dispositivo precisava gravar sua voz, enviá-la a um servidor para processamento e aguardar uma resposta antes de executar o comando.
Funcionava, mas nem sempre era rápido, privado ou confiável.
Esse modelo está mudando, graças a processadores embarcados capazes de executar inteligência artificial (IA) localmente. O New Tech Tuesdays desta semana explora como os assistentes de voz de hoje já conseguem reconhecer e executar comandos de voz sem nunca enviar dados para a nuvem, e como essa transição torna o controle por voz mais rápido, mais seguro e mais prático em locais onde o acesso à internet é limitado ou a privacidade é crítica.
Liberando o Potencial dos Assistentes de Voz
Os assistentes de voz que rodam em IA embarcada fazem mais do que apenas escutar. Eles computam. Um chip local, geralmente um microcontrolador (MCU) de alto desempenho, processa o sinal de fala em tempo real usando modelos pré-treinados para detecção de palavra de ativação (wake word), reconhecimento de comandos e compreensão de linguagem natural.
O usuário fala e, em vez de enviar esse áudio a um servidor remoto, o dispositivo interpreta e executa o comando localmente. Isso significa respostas mais rápidas, mais controle do usuário sobre seus dados e nenhuma dependência de conectividade externa.
A Tecnologia por Dentro
Os assistentes de voz de borda incluem MCUs capazes de lidar com inferência em tempo real e processamento de áudio no próprio dispositivo. Esses chips precisam de velocidade suficiente para detectar com precisão palavras de ativação e comandos sem atraso. Também precisam de memória suficiente para armazenar modelos de voz e gerenciar recursos como supressão de ruído ou entrada de múltiplos microfones. Além disso, exigem interfaces de áudio flexíveis para microfones analógicos e digitais, junto com funções de segurança integradas, como Arm® TrustZone®, secure boot e criptografia em hardware, para manter os dados protegidos. O baixo consumo de energia também é importante, já que muitos dispositivos precisam permanecer em modo de escuta contínua enquanto funcionam com bateria. Ao contrário dos controladores de uso geral, esses MCUs são construídos pensando em cargas de trabalho de voz.
O Futuro É Agora
A próxima onda de dispositivos terá mais do que comandos básicos como “acender as luzes”. Termostatos inteligentes estão começando a se adaptar às rotinas da casa e a fazer ajustes em tempo real, sem depender da nuvem.[1] Monitores médicos vestíveis estão detectando sinais de desconforto e respondendo localmente, mesmo offline.[2] Os sistemas públicos estão indo na mesma direção. Quiosques de varejo, sistemas de quartos de hotel e infraestrutura pública, como parquímetros,[3] já começam a integrar recursos de voz embarcados para uma interação rápida e sem as mãos em ambientes ruidosos ou lotados.
As previsões do setor indicam que os dispositivos com interfaces de voz embarcadas crescerão de forma massiva, com adoção em alta nos mercados de consumo, saúde, automotivo e industrial.[4]
As interfaces de voz embarcadas estão ganhando força atualmente nos sistemas veiculares (Figura 1). Projeta-se que as remessas de assistentes de voz embarcados em veículos alcancem 116 milhões de unidades até 2033, impulsionadas pelo objetivo das montadoras de criar experiências mais imersivas dentro do carro, como lojas de aplicativos e comércio por voz, mesmo sem exigir conectividade com a internet.[5]
O que impulsiona essa onda não é a melhoria da conectividade com a internet, mas a disponibilidade de microcontroladores avançados, com poder de processamento, memória e segurança para tratar a fala diretamente no dispositivo. À medida que esses chips continuam evoluindo, os assistentes de voz locais aparecerão em mais lugares onde depender apenas da nuvem é impraticável ou inviável — de chãos de fábrica a aplicações médicas remotas.
Os Produtos Mais Novos para Seus Projetos Mais Novos®
O Renesas RA8M1 Voice Kit foi desenvolvido para ajudar engenheiros a criar dispositivos controlados por voz que processam comandos localmente, eliminando a dependência da nuvem.
O kit é construído em torno do MCU RA8M1, o primeiro a apresentar o núcleo Arm Cortex®-M85, com desempenho de 480MHz, 2MB de flash e 1MB de SRAM para suportar cargas de trabalho de voz em tempo real. Com suporte a microfones analógicos e digitais, o kit permite aos desenvolvedores explorar configurações com múltiplos microfones, beamforming e supressão de ruído. Inclui o mecanismo de reconhecimento de voz embarcado da Cyberon para reconhecimento offline de palavra de ativação e comandos, com suporte a vários idiomas. Com opções de conectividade como USB, Ethernet e CAN-FD, além de recursos de segurança integrados como TrustZone e secure boot, o RA8M1 Voice Kit oferece uma plataforma pronta para uso para prototipar interfaces de voz responsivas, privadas e confiáveis.
Conclusão
Os assistentes de voz não são apenas dispositivos independentes que exigem a nuvem. Eles estão se tornando recursos embarcados, integrados diretamente aos dispositivos.
Processar os dados de voz no dispositivo reduz os atrasos e mantém as informações sensíveis protegidas no sistema. Isso também significa que a tecnologia pode funcionar em locais onde não se pode contar com a internet. À medida que os MCUs ganham ainda mais poder de processamento e memória, o controle por voz continuará chegando a muito mais do que alto-falantes inteligentes, abrindo novas possibilidades em dispositivos médicos, automóveis, sistemas industriais e sistemas públicos.
Fontes:
[1] https://nightingaleelectrical.uk/resources/integrating-smart-home-devices-with-voice-assistants
[2] https://news.northwestern.edu/stories/2023/02/first-wearable-device-for-vocal-fatigue-senses-when-your-voice-needs-a-break
[3] https://idtechproducts.com/kiosk-v-for-parking
[4] https://www.grandviewresearch.com/industry-analysis/voice-user-interface-market-report
[5] https://www.prnewswire.com/news-releases/improving-voice-technology-and-expanding-automotive-use-cases-drive-116-million-vehicle-embedded-voice-assistant-shipments-by-2033-302080906.html
Artigo originalmente publicado no blog da Mouser Electronics: Voice Assistants Are Getting Local—And That Changes Things e traduzido para ser publicado no Embarcados.
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