Ingenieur Sandrine Brognaux over haar geprezen doctoraat: ‘Mijn doel is om spraaktechnologie meer expressief te maken’

De VN heeft 11 februari uitgeroepen tot internationale dag van vrouwen en meisjes in de wetenschap. Knack.be legde voor die gelegenheid enkele science ladies uit verschillende disciplines op de rooster. Sandrine Brognaux won in 2016 een IBM-award voor haar doctoraatsthesis over spraaktechnologie.

De IBM Innovation Awards is de oudste en meest prestigieuze wetenschappelijke onderscheiding voor onderzoek in de computerwetenschappen in België. Via deze academische prijzen wil IBM het belang onderstrepen van fundamenteel wetenschappelijk onderzoek, en blijft de onderneming het academisch onderzoek in België steunen. Sandrine Brognaux van de UCL-MONS dit jaar de award voor haar doctoraatsthesis “Expressive speech synthesis: research and system design with hidden Markov models”.

Mijn doel was om die spraaktechnologie meer expressief te maken.

Dat klinkt heel ingewikkeld voor leken, maar eenvoudig gesteld beslaat Sandrines werk spraaktechnologie. “Ik bestudeer hoe we computers doen praten”, vertelt ze, “Denk aan de stem in je GPS of de mechanische stem die je hoort in treinstations of bij antwoordapparaten. Mijn doel was om die spraaktechnologie meer expressief te maken.”

Het grootste pijnpunt is dat geautomatiseerde stemmen geen intonatie hebben, waardoor het moeilijk is om in te schatten waar de focus van de zin ligt. Ook emoties zijn afgevlakt: je weet niet of de spreker kwaad of blij is. “Ik onderzocht expressieve stemmen en hoe we dat kunnen reproduceren in spraaktechnologie”, gaat Sandrine verder, “Ik heb een achtergrond in linguïstiek, waarbij ik de taal analyseer, en gebruikte in mijn studie ‘prosody’, een term die refereert naar de toon, intensiteit en lengte van gesproken zinnen. Het zijn vooral die drie parameters die bepalen hoe we elkaar verstaan, meer dan het fonetische gegeven. Eenzelfde zin kan op verschillende manieren uitgesproken worden, met verschillende intonatiecurves: je kan het als een vraag stellen, je kan het boos zeggen of angstig – dat alles zal bepalen waar je de nadruk op legt, welke woorden belangrijk zijn.”

Om dat te bestuderen, volgde Sandrine Franse sportcommentaren bij basketbalwedstrijden. Het voordeel daarvan is dat sportverslaggevers heel spontaan spreken. “Ik kon ook een database gebruiken met ingesproken zinnen, maar dat kwam niet zo natuurlijk over. De sportankers daarentegen zijn een rollercoaster van emoties: ze gaan van frustratie naar enthousiasme in een paar seconden. Ze leggen nadruk op scores, omdat die belangrijk zijn. Ze pauzeren vaak tussen woordgroepen. Je hebt dus veel afwisseling”, verklaart Sandrine, “Ik heb dat geanalyseerd en er annotaties bij gemaakt, om te duiden wat er gebeurt tijdens de match en hoe je het verslag ervan taalkundig kan verklaren. Daarna hebben we gekeken hoe we dit konden toepassen in spraaktechnologie. Wat ik geleerd heb, integreerde ik in een soort van robot die via statistieken – de verborgen Markov-modellen uit de titel – leerde om expressief te spreken.”

Blinde mensen maken gebruik van spraaktechnologie om hun e-mails te lezen of op het web te surfen.

Spraaktechnologie wordt in heel wat dagelijkse toepassingen gebruikt. Vaak zijn we ons niet bewust van hun cruciaal belang, vindt Sandrine: “Om een voorbeeld te noemen: blinde mensen maken gebruik van spraaktechnologie om hun e-mails te lezen of op het web te surfen. Op dit moment is er ook veel research naar hoe we spraaktechnologie kunnen gebruiken voor het inspreken van audioboeken. Het is een populair medium aan het worden, maar het is enorm duur om elk boek te laten voorlezen door bekende acteurs. Dat beperkt het soort boeken waar mensen toegang toe hebben, zeker mensen die niet op een andere manier kunnen lezen ondervinden daar hinder van. Daarnaast zie je ook dat videogames steeds meer gepersonaliseerd worden, en daar kan spraaktechnologie bij helpen. Op dit moment werk ik in het ICTeam-instituut van UCL aan een researchproject dat spraaktechnologie gebruikt om nieuwe talen aan te leren.”

Ook voor de toekomst heeft Sandrine een project waar ze enthousiast over is: “Ik werk samen met numediart, een instituut van de universiteit van Mons dat de mogelijkheden van technologie en kunst onderzoekt. Die twee lijken heel ver van elkaar te staan, maar toch ben ik ervan overtuigd dat het spannende dingen kan verwezenlijken. Zo gebruiken we bewegingsdetectors om te analyseren hoe mensen naar een schilderij kijken: waar valt hun oog eerst op? En is dat de focus die de artiest zelf legde? Als die werelden elkaar kruisen, kan je innovatief zijn in creativiteit.”

Het is vreemd om uit te leggen hoe het voelt om in een lab te werken waar geen of amper vrouwen aan de slag zijn.

Dagen als een internationale dag voor vrouwen in een STEM-beroep vindt Sandrine uiteraard belangrijk. Sandrine: “Ik vind dat heel belangrijk. Zeker voor ingenieur-wetenschappen, waar weinig vrouwen werken. Het is vreemd om uit te leggen hoe het voelt om in een lab te werken waar geen of amper vrouwen aan de slag zijn. Ik denk dat research heel veel tijd kost en dat is moeilijk om te combineren met het gezinsleven. Maar ik heb ondervonden dat steeds meer conferenties zich proberen aanpassen aan die situatie. In een van de laatste bijeenkomsten was er dagopvang voor kinderen voorzien. Dat is goed, want privéleven zou geen barrière mogen zijn voor een carrière in wetenschap. Twee jaar geleden was ik genomineerd voor mijn paper op InterSpeech, een zeer bekende conferentie in Signapore. Omdat ik toen zwanger was, kon ik geen lange vlucht nemen. Daarom hebben ze voor de eerste keer ooit toegelaten dat ik mijn prijs ontving via videocall.”

Privéleven zou geen barrière mogen zijn voor een carrière in wetenschap.

Onderwijs speelt een belangrijke rol om de perceptie te veranderen, meent Sandrine: “Het probleem ligt hem volgens mij in onderwijs en opvoeding: we zeggen al heel snel aan meisjes dat ze niet goed zijn in wiskunde en wetenschap, dat ze meer een talenknobbel hebben. Dat stereotype is irritant. Als je constant hoort dat je niet goed bent in iets, ga je het ook geloven. Die invloed mag je niet onderschatten. Het is dus belangrijk dat we geloven dat meisjes aanleg hebben voor wetenschap, dat ze net als jongens het goed kunnen doen.”

Door diversiteit kan je op zoek gaan naar prioriteiten die je anders misschien over het hoofd hebt gezien.

Bovendien moeten wetenschappers een eerlijke representatie zijn van de hele bevolking, zegt Sandrine: “Door diversiteit kan je op zoek gaan naar prioriteiten die je anders misschien over het hoofd hebt gezien. Vrouwen moeten dus ook aanwezig zijn in het team.”