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　　清華大(da)學日前發布(bu)消息稱，該(gai)校(xiao)集成(cheng)電路學院教授(shou)任天令團隊首(shou)次將石墨烯轉換成(cheng)具有“收發一(yi)體”的(de)(de)可穿戴智能人工喉設(she)備。這枚硬幣(bi)大(da)小的(de)(de)“石墨烯人工喉”，能幫助語言障礙者重獲新“聲”。

　　據了(le)解(jie)，在中(zhong)國，每年(nian)有(you)(you)超過30萬人(ren)由于意(yi)外(wai)或(huo)疾病手(shou)術而失去發(fa)聲(sheng)能力。雖(sui)然目前有(you)(you)傳統人(ren)工(gong)(gong)喉可(ke)以使用(yong)，但除了(le)成(cheng)本(ben)大、消耗高，對于患者來說(shuo)也存在使用(yong)麻煩、體(ti)驗感差、發(fa)音模糊等問題(ti)。尤其是傳統人(ren)工(gong)(gong)喉的聲(sheng)音是電子(zi)機器(qi)的聲(sheng)音，在日常交(jiao)流時(shi)不免顯得突兀冰(bing)冷。

　　據介(jie)紹，石墨烯是從(cong)石墨材料中剝離出來(lai)、由碳原(yuan)子組成的(de)(de)只有(you)(you)一層原(yuan)子厚度(du)的(de)(de)二維晶體，具有(you)(you)極(ji)高(gao)(gao)的(de)(de)電子遷移(yi)率、優(you)秀的(de)(de)機械(xie)強(qiang)度(du)、優(you)秀的(de)(de)導熱性，對低(di)頻的(de)(de)肌肉運動(dong)、中頻食(shi)管振動(dong)和高(gao)(gao)頻聲波(bo)信(xin)息有(you)(you)很(hen)高(gao)(gao)的(de)(de)靈敏(min)度(du)，同時也具有(you)(you)抗噪聲的(de)(de)語音感(gan)知能力。

　　2017年，任天令團隊創新性地(di)提(ti)出了一種基(ji)(ji)于(yu)石墨烯(xi)的(de)(de)收發同體(ti)的(de)(de)集成(cheng)聲(sheng)學器(qi)件：利用壓阻效應來接(jie)收信(xin)號，并(bing)基(ji)(ji)于(yu)熱聲(sheng)效應發射(she)聲(sheng)音(yin)，從而巧妙地(di)實現了單(dan)器(qi)件的(de)(de)聲(sheng)音(yin)收發同體(ti)。在(zai)器(qi)件制(zhi)備工藝(yi)上，采用獨特的(de)(de)激光(guang)直寫技術，能夠直接(jie)將成(cheng)本(ben)低(di)廉的(de)(de)大面積聚酰(xian)亞胺薄膜快速(su)轉(zhuan)化為圖形化的(de)(de)多孔(kong)石墨烯(xi)材料(liao)。

　　石墨烯智能人工喉一方(fang)面具有高(gao)熱導(dao)率(lv)和低熱容率(lv)，能夠通過熱聲效應(ying)發(fa)出100Hz-40kHz的(de)寬頻(pin)譜(pu)聲音；另一方(fang)面能夠分辨低吟(yin)、尖叫(jiao)、咳嗽、吞咽、點頭等(deng)動作，并將(jiang)這(zhe)種“無含義聲音”轉(zhuan)換為頻(pin)率(lv)、強度可控(kong)的(de)聲音，這(zhe)帶來了(le)聲學(xue)器件(jian)的(de)“全新革命”。

　　已經過(guo)數次更迭的(de)(de)(de)新一(yi)代石(shi)墨烯人(ren)工喉(hou)，可以基本恢復患者的(de)(de)(de)語言(yan)(yan)交流能(neng)力(li)，識別一(yi)名喉(hou)切除術(shu)患者模糊(hu)說(shuo)出的(de)(de)(de)日常詞匯，準確率超過(guo)90%。甚至不(bu)同(tong)頻率的(de)(de)(de)耳(er)語，尖叫和咳嗽都可以被該(gai)設備記錄，編碼(ma)，并進(jin)行分(fen)類，“解碼(ma)”出不(bu)同(tong)種類的(de)(de)(de)聾啞(ya)人(ren)“語言(yan)(yan)”，經過(guo)訓(xun)練(lian)后(hou)，有望實(shi)現(xian)“吟詩作唱”的(de)(de)(de)夢想。

　　任天令表(biao)示(shi)，這是(shi)一(yi)款能(neng)夠讀懂人(ren)，代替人(ren)表(biao)達(da)的一(yi)個智能(neng)芯(xin)片(pian)系統(tong)，也意味著一(yi)種新的交互方式。此項原創(chuang)性(xing)研究性(xing)成果是(shi)我國(guo)在智能(neng)器(qi)(qi)件(jian)領域的重(zhong)要創(chuang)新。目前(qian)，該器(qi)(qi)件(jian)正(zheng)在與(yu)聲(sheng)紋識別、機器(qi)(qi)學(xue)習(xi)等技術結合，之后將在語音(yin)識別、家庭醫療等領域具有廣闊前(qian)景(jing)。

　　據悉，此項原創性研究性成果是我國(guo)在(zai)智能(neng)器(qi)件領(ling)域的重要創新。面向世界科技前(qian)沿、面向國(guo)家社會(hui)需求、面向人(ren)民生(sheng)命健康，率(lv)先研發石(shi)墨烯(xi)人(ren)工喉聲學器(qi)件，率(lv)先實現可穿戴人(ren)工喉技術跨越發展。

　　談(tan)及未(wei)來應用，任(ren)天令表(biao)示，多年(nian)的(de)(de)研究工作(zuo)積(ji)累讓“人(ren)工喉”的(de)(de)產品化(hua)、量產化(hua)很有機會(hui)實現(xian)，并根據(ju)不(bu)同需求情況，多領域(yu)、多學科(ke)深度合作(zuo)，形成更高層面的(de)(de)智能系(xi)統。目前，該器件正(zheng)在與聲紋(wen)識(shi)別、機器學習(xi)等技術結合，之后將在語音識(shi)別、家庭醫療等領域(yu)具(ju)有廣(guang)闊前景。“這(zhe)在技術上(shang)已沒(mei)有難以逾越的(de)(de)障礙。”任(ren)天令表(biao)示。