Chips, inteligencia artificial e impresión 3D: lo que esconden los audífonos para resolver la pérdida auditiva

Oticon es una empresa con sede en Dinamarca y presencia en cientos de países (también España) especializada en tecnología y dispositivos para ayudar a personas con problemas de audición a escuchar y entender lo que otros le dicen. 
La empresa investiga para desarrollar audífonos cada vez más inteligentes y adaptados a las personas y su entorno.
La empresa investiga para desarrollar audífonos cada vez más inteligentes y adaptados a las personas y su entorno.
Oticon
La empresa investiga para desarrollar audífonos cada vez más inteligentes y adaptados a las personas y su entorno.

Los problemas de audición afectan a un gran número de la población mundial a día de hoy y se prevé que los números aumentarán considerablemente a mediados de siglo. Según los estudios, había cerca de 430 millones de personas con una pérdida de audición superior a 35 decibelios en el oído en el que mejor oyen y se estima que en 2050 la cifra llegará a los 711 millones.

Oticon es una de las pocas empresas que investiga en tecnología puntera y desarrolla audífonos donde la aplicación para ayudar a escuchar y procesar la información a personas con dificultades auditivas. Su historia comenzó en 1904, cuando Hans Demant quiso que su mujer, Camilla, pudiera seguir haciendo vida normal pese a su pérdida auditiva y, más de 100 años después, ya tienen más de 13.000 empleados y profesionales del cuidado auditivo.

La empresa tiene filiales en 30 países (incluido España) y vende sus productos tecnológicos en más de 130 países. Sin embargo, su centro de investigación principal se encuentra en Eriksholm (Dinamarca), cerca de Copenhague, donde le dan mucha importancia al papel tecnológico de sus aparatos, destacando la inteligencia artificial, los chips, la impresión 3D y la maquinaria con la que prueban sus productos antes de llevarlos a producción. En 20Bits, hemos tenido la oportunidad de hacerles una visita y ver cómo trabajan de cerca.

¿Qué es la red neuronal profunda inteligente? 

Desde Oticon, recalcan que la pérdida de audición es un problema neuronal muy complejo donde entra en juego la cóclea, con aproximadamente 12.000 células. Unas 3.000 de ellas se dedican a enviar señales al cerebro y el resto son las encargadas de adaptar el sonido para que las primeras lo reciban de forma óptima.

Según cuentan, solo percibimos una quinta parte de los sonidos que nos rodean porque la cóclea los reduce, no porque no oímos adecuadamente, sino para mitigar el esfuerzo que tiene que hacer el cerebro para procesarlo. Este proceso tan complejo implica que la pérdida de audición también se convierte en una pérdida de la información que llega a nuestro cerebro.

Normalmente, el problema de la captación de sonido para una persona con pérdida auditiva no tiene que ver solo con la capacidad de oír, sino también de comprender el habla en situaciones muy ruidosas. En Oticon, con sus audífonos, se encargan de amplificar el sonido, pero solo lo importante y, para eso, trabajan con una red neuronal inteligente.

Gracias a esta propuesta, consiguen que sus dispositivos amplifiquen las conversaciones a las que se intenta prestar atención, pero eliminando el ruido de fondo que suena en restaurantes, bares, cenas familiares, partidos de fútbol u otros entornos.

La compañía ha trabajado con 12 millones de escenas sonoras, grabadas con un micrófono con un diseño muy particular [véase la imagen de debajo], para entrenar su red neuronal inteligente. El sistema se probó en 30 voluntarios con 64 sensores de electroencefalografía en la cabeza, a los que situaron en el centro de una sala insonorizada, con decenas de altavoces dispuestos en diferentes ángulos. Así, pude observar las dos áreas del cerebro y comprobar qué ruidos distorsionaban la escucha y cómo podrían funcionar en sus audífonos.

A la izquierda, el micrófono que usan; a la derecha, la sala insonorizada donde se sitúan los voluntarios.
A la izquierda, el micrófono que usan; a la derecha, la sala insonorizada donde se sitúan los voluntarios.
20BITS, desde las instalaciones de Oticon

¿Cómo se usa la impresión 3D para crear audífonos?

Las máquinas que tienen en Oticon para la impresión 3D de los moldes y los esqueletos de los audífonos, para comprobar que no hay ninguna complicación que pueda romperlos antes de llevar a cabo el producto final. Las impresoras son de hasta 0,025 milímetros de precisión y pueden trabajar con plástico, silicona y latón.

Cada pieza puede tardar en hacerse unas ocho horas, por lo que en Oticon deja la maquinaria funcionando durante la noche o incluso los fines de semana para seguir trabajando una vez llegan por la mañana o el lunes.

¿Cómo son los chips para audífonos de Oticon? 

Oticon ha usado tres conjuntos de chips o 'chipsets' para sus audífonos. Estos son ASIC, que significan circuitos integrados para aplicaciones específicas (Application Specific Integrated Circuits) y los investigadores buscan equilibrar tres aspectos clave: características, consumo de energía y tamaño.

Los primeros fueron de RISE, que se lanzó primero en Epoq (2006), y de Inirum, que se introdujeron con los Alta2 (2015). Estos eran un chipset de dos chips con 8,6 millones de transistores y ocupaban 23,5 milímetros cuadrados. 

Los segundos fueron los Velox y Veox S, que aparecieron con Opn (2016) y Opn S (2018). Estos eran de tres chips que juntos tenían 64,4 millones de transistores en 22,1 mm².

El que están utilizando actualmente tiene tres chips, que cuenta con 154 millones de transistores en 23,4 mm² y se utilizó por primera vez en More, un modelo que lanzaron en 2020, y que también está disponible en Oticon Real. Este es el primero que ofrece una red neuronal inteligente, enfocada a la audición, duplica la capacidad de procesamiento y ofrece ocho veces más memoria que las otras generaciones.

Con respecto a las características del último destacan las entradas de micrófono, entradas de teléfono, salida de altavoz, una radio Bluetooth, etc. Todas estas funciones no implican que el usuario tenga que prescindir del dispositivo durante el día por falta de batería, sino que dura 20 horas.

Como se puede ver en la imagen de abajo, los chips que se emplean tienen un tamaño mucho menor que el de una uña del índice de dedo. Estos se montan en una placa a la que llaman 'módulo' con 21 componentes internos más para distintos audífonos que se cortan y se envían a Polonia, donde está la planta de producción.

A la izquierda, el chipset solo; a la derecha, todo el módulo con el chipset y más componentes.
A la izquierda, el chipset solo; a la derecha, todo el módulo con el chipset y más componentes.
20BITS, desde las instalaciones de Oticon

Todo este trabajo es solo la primera parte de lo que se necesita para que un producto de Oticon llegue a todos aquellos que lo necesiten, incluidos sus clientes en España.

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