最新资讯:中国科学家发明智能石墨烯人工喉,为失声人士创造机会
任天令教授介绍,这款“智能石墨烯人工喉”的研发创意为他地点的课题组创始。日前,该课题组在国际闻名刊物《自然通讯》上发表了题为《具有声响感知能力的智能石墨烯人工喉》的研讨论文,他们利用多孔石墨烯资料的优势,制造出一种收发同体、合适穿戴的集成声学器件。
任天令教授表示,这款“石墨烯人工喉”的发声原理主要依靠石墨烯资料的热学特性和力学特性。根据热学特性,石墨烯可以利用热声效应宣布声响;根据力学特性,声响作用于石墨烯上会引起石墨烯电阻的改变,因而石墨烯可以同时宣布声响和接收声响,正是由于石墨烯的声响收发一体化特性,让协助聋哑人发声成为实际。
近些年,石墨烯资料在医疗器件、新能源电池、航天军工等许多领域都有着宽广的前景。如今,清华大学微电子所长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者任天令教授课题组,通过对石墨烯资料的研讨,研发了一种“智能石墨烯人工喉”,将让石墨烯协助聋哑人“开口说话”,为聋哑人士的正常沟通带来了福音,该研讨成果具有严重产业化价值。
嗓子的震动被石墨烯检测到,石墨烯就能知道聋哑人宣布的是低吟还是尖叫,并将这种无意义的声响转变为频率、起伏可控的声响,也就是我们平常所谓的言语。
“由于聋哑人嗓子可以宣布一些低吟、尖叫、咳嗽等声响,这些声响对正常人是没有意义的,但是在聋哑人宣布这些声响的时候,嗓子会振荡,而低吟和尖叫时,嗓子振荡是不同的,嗓子的震动被石墨烯检测到,石墨烯就能知道聋哑人宣布的是低吟还是尖叫,并将这种无意义的声响转变为频率、起伏可控的声响,也就是我们平常所谓的言语。”任天令教授进一步解释道。
值得一提的是,这款“智能石墨烯人工喉”使用了多孔石墨烯资料,这种资料具有高热导率和低热容率的特点,可以通过热声效应宣布100HZ至40KHZ的宽频谱声响。其多孔结构对压力也极为敏感,可以感知人发声时嗓子处的微弱振荡。
“智能石墨烯人工喉”具有超薄的结构,只需要贴到嗓子处即可作业,且具有良好的柔韧性和生物兼容性
任教授说,如今这款“智能石墨烯人工喉”宣布的是单频声响,即一个波段频率的声响。后续课题小组可预先录制语音信号,并使用这款“智能石墨烯人工喉”宣布这些预先录制的语音信号,到那时,佩带它的聋哑人所宣布的声响就和普通人说话基本没有区别了。
传统人工喉体量大、结构杂乱,关于聋哑人士来说佩带起来比较麻烦,这款“智能石墨烯人工喉”具有超薄的结构,只需要贴到嗓子处即可作业,且具有良好的柔韧性和生物兼容性。
任天令教授表示,在研发这款“智能石墨烯人工喉”之前,他地点的课题组在声学方面的研讨已有20多年的经历堆集,结合石墨烯这种新资料,通过不断地试验探索,确保这款人工喉在发声和收声方面均有最优性能,才诞生了今天的成果。
在采访的最后,他弥补道:“现在我们还需要进行聋哑人的其他嗓子振荡方式的研讨,以及丰厚聋哑人的语音库等作业,这款 智能石墨烯人工喉 的市场投入仍在持续推动。”