清华新成果让失声者把喉咙“穿戴”在身上|每日速递

(资料图)

一枚硬币大小的石墨烯片就能帮助语言障碍者重获新“声”。日前，记者从清华大学了解到，该校集成电路学院教授任天令团队首次将石墨烯转换成具有“收发一体”的可穿戴智能人工喉设备。该成果发表在《自然》杂志人工智能子刊《自然·机器智能》上。

在我国，每年有超过30万人由于意外或疾病手术而失去发声能力。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。

因此，如果能实现高精度无创便携式语音交互，无疑给众多失声患者点亮了一盏明灯。

早在2017年，任天令团队就创新性地提出了一种基于石墨烯的收发同体的集成声学器件——利用压阻效应来接收信号，并基于热声效应发射声音，从而实现单器件的声音收发同体。

“虽然这只是一个很小的机械传感器，但却可以‘创造奇迹’。”团队成员表示，石墨烯智能人工喉一方面具有高热导率和低热容率，能够通过热声效应发出100Hz-40kHz的宽频谱声音；另一方面能够分辨低吟、尖叫、咳嗽、吞咽、点头等动作，并将这种“无含义声音”转换为频率、强度可控的声音，这无疑带来了声学器件的“全新革命”。

如果说刚开始，“石墨烯人工喉”只能实现简单的采集和发声功能，经过2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了重大突破，实现了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。