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环球速看:清华团队研制石墨烯智能“人工喉”,为失声者带来好消息

2023-03-30 21:35:27 科技日报


(资料图片仅供参考)

科技日报记者 华凌

记者3月30日从清华大学获悉,清华大学集成电路学院教授任天令团队第一次将被称为“黑金”的石墨烯转换成具有“收发一体”的可穿戴智能人工喉设备,帮助语言障碍者重获新“声”。该成果发表在最新一期的《自然·机器智能》上。

在中国,每年有超过30万人由于意外或者癌症等疾病手术而失去声音——人类最简单最快速的通信交流方式。虽然目前有传统人工喉可以使用,但除了成本大、消耗高,对于患者来说,也存在使用麻烦、体验感差、发音模糊等问题,尤其是传统人工喉的声音是电子机器的声音,在日常交流时不免显得突兀冰冷。

“在医院调研时,让我们感触最深的是,失声患者宁愿选择痛苦化疗,也要保留声带功能。”集成电路学院的韦雨宏表示,众多患者的心声给了科研人员很多触动和启发,并在研究二维材料时更多关注人的体验感、便携度。通过团队研究的集成AI模型实现高精度识别,尽可能还原患者的情感诉求。

据介绍,二次迭代后的石墨烯智能人工喉(WAGT)在器件柔性可贴附、声音收发系统集成、动作监测系统、轻型可穿戴等方面均有重大突破,实现声音输入到输出的闭环,并可以通过示波器实时观测喉部运动情况。这个体积更小且功能集成更多的“人工喉”,其膜片通过导线与一个仅2平方厘米大小的微控制器相连,可以放在口袋里,配有一个纽扣大小的电池,简单又便捷。

任天令表示,新一代石墨烯人工喉可以基本恢复患者的语言交流能力,识别喉切除术患者模糊说出的日常词汇,准确率超过90%。甚至不同频率的耳语,尖叫和咳嗽都可以被该设备记录、编码,并进行分类,“解码”出不同种类的聋哑人“语言”,经过训练后,有望实现“吟诗作唱”的梦想。

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