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石墨烯智能“人工喉”或助失聲者重獲新“聲”

2023年03月31日08:39 來(lái)源:科技日?qǐng)?bào)

  科技日?qǐng)?bào)北京3月30日電 (記者華凌)記者30日從清華大學(xué)獲悉,該校集成電路學(xué)院教授任天令團(tuán)隊(duì)首次將被稱(chēng)為“黑金”的石墨烯轉(zhuǎn)換成具有“收發(fā)一體”的可穿戴智能“人工喉”(WAGT),有望幫助語(yǔ)言障礙者重獲新“聲”。該成果發(fā)表在最新一期的《自然·機(jī)器智能》上。

  在中國(guó),每年有超過(guò)30萬(wàn)人由于意外或者癌癥等疾病手術(shù)而失去聲音——人類(lèi)最簡(jiǎn)單最快速的通信交流方式。雖然目前有傳統(tǒng)人工喉可以使用,但它們成本大、消耗高,對(duì)于患者來(lái)說(shuō),還存在使用麻煩、體驗(yàn)感差、發(fā)音模糊等問(wèn)題,尤其是特有的電子機(jī)器之聲,帶給人一種突兀冰冷的感覺(jué)。

  “在醫(yī)院調(diào)研時(shí),讓我們感觸最深的是,失聲患者寧愿選擇痛苦化療,也要保留聲帶功能。”清華大學(xué)集成電路學(xué)院博士生韋雨宏表示,眾多患者的心聲帶給他們很多觸動(dòng)和啟發(fā),使得他們?cè)谘芯慷S材料時(shí)更關(guān)注使用者的體驗(yàn)感,他們研發(fā)的集成AI模型,實(shí)現(xiàn)了高精度識(shí)別,可滿(mǎn)足患者的情感訴求。

  據(jù)介紹,二次迭代后的石墨烯智能“人工喉”,在器件柔性可貼附、聲音收發(fā)系統(tǒng)集成、動(dòng)作監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、輕型可穿戴等方面均有重大突破,實(shí)現(xiàn)了聲音輸入到輸出的閉環(huán),并可以通過(guò)示波器實(shí)時(shí)觀(guān)測(cè)喉部運(yùn)動(dòng)情況。這個(gè)體積更小且功能集成更多的“人工喉”,其膜片通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)與一個(gè)僅兩平方厘米大小的微控制器相連,可以放在口袋里,配備的電池只有一個(gè)紐扣大小,簡(jiǎn)單又便捷。

  任天令表示,新一代石墨烯“人工喉”可以基本恢復(fù)患者的語(yǔ)言交流能力,識(shí)別喉切除術(shù)患者模糊說(shuō)出的日常詞匯,準(zhǔn)確率超過(guò)90%。甚至不同頻率的耳語(yǔ)、尖叫和咳嗽都可以被其記錄、編碼并進(jìn)行分類(lèi),“解碼”出不同種類(lèi)聾啞人的“語(yǔ)言”,經(jīng)過(guò)訓(xùn)練后,有望讓患者實(shí)現(xiàn)“吟詩(shī)作唱”的夢(mèng)想。

(責(zé)編:?jiǎn)虡I(yè)瓊、楊迪)


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