1ª Reunião do projecto Ciência Viva P-IV-1994
“Acções Integradas sobre o Sentido da Audição”
Local: Laboratório de Processamento de Sinal I323 da
FEUP
Data: 26 de Janeiro de 2001
Participantes:
Aníbal
Ferreira (coordenador, INESC Porto / FEUP)
Alberto
Maia (INESC Porto)
António
M. L. Silva Pereira (E.S. Fontes Pereira de Melo)
Guilherme
E. O. Resende Silva (Colégio Internato Carvalhos)
Angelo
da Costa Cabral (Colégio Internato Carvalhos)
João
Carlos (Colégio Internato Carvalhos)
Introdução
A reunião havia sido convocada pelo coordenador,
com duas semanas de antecedência, através de uma carta enviada a todos os
parceiros do projecto (E.S.F.P.M, C.I.C, Decibel) e propondo para agenda os
seguintes tópicos:
·
reformulação dos objectivos do
projecto,
·
a execução e gestão do orçamento
do projecto,
·
a definição das tarefas
acometidas a cada Parceiro e sua calendarização,
·
apoio técnico e médico no
planeamento, condução, análise e divulgação de resultados do rastreio
audiométrico previsto no projecto.
Foi também distribuído um pequeno documento
contendo uma reflexão preparatória para a reunião e relativa aos diversos ponto
em agenda. Este documento foi também enviado ao Gabinete do Programa Ciência
Viva, juntamente com uma justificação para o atraso de três meses verificado no
arranque do projecto relativamente à data prevista de Outubro de 2000.
Só não compareceu um representante da Decibel, uma
vez que, em conversa anterior com o coordenador do projecto, reconheceu-se não
ser fundamental essa presença nesta fase inicial do projecto, essencialmente
dedicada à concepção e construção dos demonstradores interactivos. A presença
de um representante da Decibel, assim como o aconselhamento médico, serão
importantes aquando do planeamento e condução das actividades E e F e relativas
às acções de campo, previstas para o ano de 2002.
Discussão
A reunião iniciou-se em tom informal, com uma
visita guiada ao laboratório de investigação em Processamento de Sinal (I323)
do Departamento de Engenharia Electrotécnica e Computadores, na FEUP, onde
decorrem alguns trabalhos sob a orientação do coordenador do projecto. Em
particular, foi apresentado:
·
um demonstrador, já concluído,
de um sistema de classificação automática de tijolos, que poderá eventualmente
ter algum interesse para integrar o conjunto de demonstradores do presente
projecto Ciência Viva, uma vez que alude à natureza do som e à informação por
ele veículada,
·
um sistema igualizador gráfico
em 20 bandas usando técnicas de processamento digital de sinal e em fase de
pré-série industrial.
Foram também descritas as áreas de trabalho dizendo
sobretudo respeito a planos de pós-graduação, actualmente em curso neste
laboratório de investigação e com o apoio da Fundação para a Ciência e
Tecnologia, e que consistem na:
·
codificação / compressão de
sinais áudio usando técnicas semelhantes às usadas pelo conhecido formato de
compressão MP3,
·
classificação automática de
peças de cerâmica, nomeadamente de telhas,
·
igualização gráfica e automática
de espaços acústicos,
·
codificação de áudio multicanal
e síntese de som 3D,
·
transcrição de PCM (formato não
semântico de representação de informação áudio) para o formato MIDI de
representação simbólica de música (formato semântico de representação de
informação musical).
Após a visita, iniciou-se a reunião propriamente
dita, com a discussão de cada um dos tópicos propostos para a sua agenda.
Relativamente ao tópico dos objectivos do projecto e sua possível reformulação,
os parceiros revelaram alguma preocupação quanto à complexidade técnica dos
demonstradores previstos, quanto à sua viabilidade em face do orçamento
aprovado e quanto à efectiva contribuição de cada parceiro na sua concepção e
realização.
Foram debatidos vários aspectos dos demonstradores
e ficou acordado que este debate preliminar serviria simplesmente para ponderar
e reposicionar o interesse de cada parceiro, em termos da sua contribuição para
cada demonstrador, até porque esta era a primeira reflexão conjunta. Ficou
também acordado que haveria lugar a uma nova reunião, três ou quatro semanas
após a presente, altura em que se passaria ao detalhe da especificação e
calendarização da contribuição de cada parceiro.
Quanto ao aspecto da execução e gestão do orçamento
do projecto, o coordenador propôs duas alternativas: ou uma abordagem central
(com toda a facturação tratada directamente pelo INESC Porto) ou uma abordagem local,
com repartição do financiamento pelos vários parceiros ficando a cargo destes a
sua gestão, com posterior relato e centralização dos exercícios parcelares pelo
INESC Porto. A primeira alternativa foi a preferida pela maioria dos parceiros
presentes pelo que se decidiu adoptá-la.
Na sequência deste relatório, faz-se referência a
alguns aspectos abordados na reunião pelos parceiros e relativos
especificamente a cada uma das actividades previstas no projecto.
Actividade
A
(projecto e construção do demonstrador ilustrativo dos princípios de funcionamento da região periférica do sistema auditivo humano, INESC Porto, ESFPM)
O coordenador apresentou um simulador por software (que se encontra em
www.neurophys.wisc.edu/animations), que ilustra o efeito físico que se pretende
destacar com o demonstrador interactivo e que diz respeito à organização
tonotópica da membrana basilar (ressonância local em função da frequência de
uma excitação acústica), no interior da cóclea. O Prof. Silva Pereira, referiu
que o acesso a este software era fundamental para motivar competências na área
da mecânica para o nosso demonstrador. Referiu também que apesar de procurar
conseguir este apoio técnico, a ESFPM poderia mais facilmente contribuir no
aspecto da componente electrónica necessária ao demonstrador. O coordenador
referiu também que iria procurar auxílio junto de colegas do Deptº de Mecânica
do DEEC para os aspectos de funcionamento mecânico e construção do
demonstrador. O primeiro elemento deste demonstrador e cuja construção está em
discussão neste momento, é o excitador mecânico que induzirá oscilações do tipo
sinusoidal num líquido e cujo primeiro esboço é o da seguinte figura.
O coordenador referiu também que seria desejável que
relativamente a este demonstrador, resultassem dois paineis explicativos, um
sobre a natureza do som e suas principais propriedades (a este propósito, foi
encontrada uma página Web de um fabricante de próteses auditivas que, na
opinião do orientador, pode bem servir de modelo:
http://www.bernafon.ch/eng/hearing/index.html) e um
outro sobre o aspecto de funcionamento da região periférica do sistema auditivo
humano que é retratado pelo demonstrador. O ideal seria também que
relativamente ao primeiro painel, houvesse um sistema baseado em PC e a
funcionar em tempo-real, que fizesse a representação do sinal áudio captado por
um microfone (tipo osciloscópio), a representação do seu espectro, e ainda
sobrepusesse a esta representação três aspectos de análise do sinal: o “pitch”
(frequência fundamental), estrutura harmónica e envolvente espectral. Este
último objectivo fica contudo dependente do apoio de alunos da licenciatura que
o coordenador consiga motivar.
Outros “sites” na Web com particular interesse para
esta actividade poderão ser os seguintes:
www.btnrh.boystown.org/cel/waves.htm
www.neurophys.wisc.edu/animations
www.sissa.it/bp/Cochlea/twlo.htm
earlab.bu.edu/physiology/mechanics.html
Actividade
B
(projecto e implementação
de um dispositivo compacto e apelativo para a monitorização de níveis e
exposições sonoros, INESC Porto, CIC)
Este demonstrador encerra imensos desafios porque
por um lado é ambicioso do ponto de vista funcional e por outro lado, a
intenção de miniaturização pretendida para todo o sistema restringe fortemente
as alternativas da tecnologia a usar. A proposta inicial do coordenador pode
ser ilustrada pela figura seguinte.
O dispositivo teria essencialmente dois modos de
funcionamento não simultâneos: como sonómetro e como indicador espectral (na
realidade havia sido inicialmente pensado um terceiro modo como dosímetro -que
acumula medidas ao longo do tempo-, o que corresponderia a uma extensão do modo
de sonómetro –que fornece medidas instantâneas-, mas tal foi colocado de parte
dados os consideráveis requisitos de memória).
No modo como sonómetro, o dispositivo afixa a
leitura precisa em dB num LCD, a que corresponde uma sinalização, numa escala
reduzida de LEDs, para o seu significado em termos de risco para o sistema
auditivo humano. Este é o modo que facilita a intuição para as intensidade
sonoras críticas, a evitar.
No modo de indicador espectral, o sistema indicaria
através da sinalização de um LED, por exemplo numa escala graduada em oitavas,
a frequência mais proeminente do som captado em cada instante, cerca de 4 vezes
por segundo. Esta escala é interessante porque corresponde à mesma escala com
que são realizados os testes de audiograma tonal, também previstos no projecto.
Estas duas medidas seriam fáceis de realizar
dispondo de um processador digital de sinal com algum poder de cálculo (até 3
MIPS).
Os parceiros do projecto referiram que em face da pretensão
de miniaturização do sistema, da sua natureza compacta e portátil, estes modos
de funcionamento provavelmente não poderiam ser conseguidos a custos
suportáveis pelo orçamento do projecto. Admitiu-se a possibilidade, até porque
provavelmente será a mais interessante para os alunos, de manter só o
funcionamento como sonómetro.
Ficou acordado que os vários parceiro iriam definir
sugestões de implementação do sistema, ou utilizando tecnologia analógica para
medida do valor RMS do sinal áudio e posterior digitalização (CIC), ou por
medida digital usando um DSP de baixo consumo e custo e um LCD de baixo custo e
com cerca de três dígitos numéricos (INESC). Esta informação será recolhida
pelos parceiros e discutida na próxima reunião.
Cabe contudo acrescentar que no caso de se optar
pela digitalização directa do sinal áudio para posterior processamento, de modo
a acomodar uma gama dinâmica de cerca de 80 dBs, serão necessários conversores
com uma resolução de pelo menos 14 bits, e de modo a acomodar uma análise
espectral de banda larga (até 15 kHz), deverá usar-se uma frequência de
amostragem de pelo menos 32 kHz.
O painel informativo já referido na actividade
anterior e sobre a natureza do som e suas propriedades, é fundamental para
justificar e enquadrar o painel que será preparado sobre este demonstrador.
Actividade
D
(projecto,
construção e manutenção de uma página na “Internet” sobre o projecto, suas
realizações tecnológicas inovadoras e acções integradas de formação,
demonstração tecnológica e sensibilização, todos os parceiros)
A realização desta actividade não ficou ainda
esclarecida mas reconhecendo que ela é da maior importância para a afirmação e
valorização do projecto, o coordenador propõe como base para futura discussão,
o tratamento dos seguintes tópicos na página Web do projecto, até como forma de
apurar a sua apresentação que poderá ser usada para os posteres (ou
paineis) informativos:
·
o que é o som ?
·
tempo
·
frequência
·
intensidade
·
fisiologia do ouvido
·
constituição
·
princípio de funcionamento
·
defesa e prevenção da acuidade
auditiva
·
cuidados a ter
·
níveis de exposição de risco
·
stress
acústico
·
formas de diagnóstico de
tratamento
·
tipos de testes (destaque para o
audiométrico)
·
sinais de alerta (e.g. tinitus)
·
próteses auditivas
No tratamento destes temas, poderá ter interesse
ilustrar por simulação a forma com ouve um paciente com perdas auditivas. Esta
demonstração será também seguramente interessante para as duas acções de campo
a realizar no âmbito do projecto. Para além da página Web referida no início
deste documento e também no documento “Reflexão de Preparação para a Primeira
Reunião de Projecto” (http://www.iurc.montp.inserm.fr/cric/audition/english/index.htm),
há uma imensidão de exemplos que podem servir de inspiração para alguns dos
temas a tratar na página do projecto. Recomenda-se uma navegação a partir do
endereço www.ehima.com
da associação de fabricantes de equipamentos de audição. Os vários fabricantes de próteses auditivas
incluem normalmente nos seus “sites” informação sobre o som e o sentido da
audição.
Actividades
E e F
(planeamento,
preparação e condução das acções pedagógicas incluindo as componentes de
demonstração/experimentação, apresentações/debate e testes audiométricos, todos
os parceiros)
Não houve discussão relevante sobre estas
actividades, até por ser prematuro, contudo houve a informação do coordenador
de que este tinha a intenção de contactar o serviço de otorrino do Hospital de
S. João de modo a solicitar o acompanhamento e aconselhamento médico para as
acções de campo previstas e suas realizações, com natural ênfase para o
rastreio audiométrico. Desde a reunião de 26 de Janeiro, foi efectivamente
realizado esse contacto com a apresentação do projecto e conseguiu-se motivar o
empenhamento de uma médica que neste momento se encontra também envolvida em
estudos de pós-graduação e que reconheceu interesse nos objectivos do projecto.
Por outro lado, o Sr. Celso Martins da Decibel disponibilizou-se para fornecer
material temático relativo a forma de reabilitação auditiva.
Cabe também acrescentar que o coordenador tem em
sua posse gravações vídeo de pelo menos dois programas, que foram exibidos no
canal 2 da RTP, e que contêm referências, depoimentos, e apresentação de casos
reais que poderão ser relevantes na preparação das sessões de debate. A
possibilidade de pesquisa de outros materiais no arquivo da RTP é viável dada a
relação privilegiada entre a RTP e o INESC Porto, fruto de projectos
anteriores. O coordenador recorda-se de duas séries já exibidas e que contêm
seguramente material interessante, trata-se da série “Sinais do Tempo” e da
série “Viver com Saúde”.