基于一種新型的用于無聲語音識(shí)別的貼片式智能傳感器

摘要：電子科技大學(xué)和格拉斯哥大學(xué)的研究人員合作開發(fā)了一種用于無聲語音識(shí)別的貼片式智能傳感器件，可以檢測到說話時(shí)細(xì)微的喉嚨振動(dòng)，借助深度學(xué)習(xí)將其轉(zhuǎn)化為可讀的單詞，這為語音控制和人機(jī)界面智能感知開辟了新的機(jī)遇。

關(guān)鍵詞：智能人工喉嚨，壓阻傳感器，無聲語音識(shí)別，深度學(xué)習(xí)，人機(jī)界面

聲帶是咽部組織的褶皺，是人類發(fā)聲的主要結(jié)構(gòu)。在說話和唱歌等發(fā)聲動(dòng)作中，聲帶通過與空氣相互作用而振動(dòng)。聲帶病變可導(dǎo)致聲音嘶啞甚至完全失聲，造成溝通障礙。在這種情況下，人們提出了語音輔助設(shè)備來幫助患者進(jìn)行語言表達(dá)。傳統(tǒng)上，手持式電子喉需要用戶在說話時(shí)將設(shè)備牢牢地按在脖子上或嘴巴里，這會(huì)在執(zhí)行駕駛或吃飯等雙手任務(wù)造成不便。因此，需要一種更舒適、更通用的貼片式人工喉裝置來幫助患者進(jìn)行交流。

最近發(fā)表在 Advanced Intelligent Systems 期刊上的最新研究中，電子科技大學(xué)張曉升教授課題組和格拉斯哥大學(xué)Rami Ghannam教授課題組開展聯(lián)合研究，提出了一種新型的用于無聲語音識(shí)別的貼片式智能傳感器（智能人工喉）。該裝置基于一種新型壓阻式傳感器，該傳感器可以感知微弱壓力變化并做出響應(yīng)，由兩個(gè)涂有銀納米線和還原氧化石墨烯薄膜的 PDMS 層制備得到。為了提高設(shè)備的靈敏度，研究人員展示了一種簡單高效的制造微結(jié)構(gòu)的方法。該方法使用噴槍噴涂聚苯乙烯微球在兩層PDMS之間，與沒有微結(jié)構(gòu)的傳感器相比，在微弱振動(dòng)激勵(lì)下（0-33Pa），該器件的靈敏度提高了135倍。此外，貼片式人工喉嚨裝置具有高靈敏度、快速響應(yīng)時(shí)間和良好的耐久性等特點(diǎn)。

具有無聲語音識(shí)別能力的貼片式智能傳感器（貼片式人工電子喉）將促進(jìn)患者之間交流的便利性。智能人工喉通過將深度學(xué)習(xí)算法與高靈敏的壓阻式傳感器相結(jié)合，可以成功識(shí)別出說不同單詞時(shí)喉嚨的細(xì)微振動(dòng)。雖然一些現(xiàn)有技術(shù)已經(jīng)使用貼片式傳感器進(jìn)行聲音檢測，但這些設(shè)備只是檢測到喉嚨的運(yùn)動(dòng)，而沒有進(jìn)一步探索將人工智能用于語音識(shí)別的可行。研究者表示，開發(fā)的設(shè)備能夠檢測說話過程中的喉嚨振動(dòng)，并將電信號(hào)轉(zhuǎn)化為可讀的文字，這進(jìn)一步證明它可以成為促進(jìn)患者交流的有價(jià)值的工具。
責(zé)任編輯：彭菁