原標(biāo)題:中國(guó)科學(xué)家:石墨烯能讓聾啞人“開(kāi)口說(shuō)話(huà)”
新華社北京3月8日電(記者 孫琪)石墨烯能夠化身“傳聲筒”,,幫助聾啞人“開(kāi)口說(shuō)話(huà)”,。由清華大學(xué)微電子所任天令教授課題組發(fā)明的“智能石墨烯人工喉”,,有望在未來(lái)解決聾啞人的“說(shuō)話(huà)”難題,。
日前,,任天令課題組在《自然通訊》上發(fā)表了題為《具有聲音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究論文,,利用多孔石墨烯材料的優(yōu)勢(shì),,制造出一種收發(fā)同體,、適合穿戴的集成聲學(xué)器件,。
據(jù)介紹,,這種集成聲學(xué)器件,利用石墨烯的熱聲效應(yīng)來(lái)發(fā)射聲音,,利用石墨烯的壓阻效應(yīng)來(lái)接收聲音,,實(shí)現(xiàn)了單器件的聲音收發(fā)同體。器件使用的多孔石墨烯材料具有高熱導(dǎo)率和低熱容率的特點(diǎn),,能夠通過(guò)熱聲效應(yīng)發(fā)出100Hz-40kHz的寬頻譜聲音,。其多孔結(jié)構(gòu)對(duì)壓力也極為敏感,能夠感知發(fā)聲時(shí)喉嚨處的微弱振動(dòng),,可以通過(guò)壓阻效應(yīng)接收聲音信號(hào),。因此,這種器件能夠準(zhǔn)確感知聾啞人低吟,、尖叫等特殊聲音,,并將這種“無(wú)含義聲音”轉(zhuǎn)換為頻率,、強(qiáng)度可控的聲音,有望在將來(lái)轉(zhuǎn)換為預(yù)先錄制的語(yǔ)言,。
記者看到,,當(dāng)“人工喉”佩戴者大聲發(fā)出低吟時(shí),人工喉會(huì)感知喉嚨振動(dòng)狀態(tài)并發(fā)出預(yù)先設(shè)定的聲音,,當(dāng)佩戴者變換低吟的長(zhǎng)短,、聲調(diào)時(shí),人工喉發(fā)出的聲音也會(huì)隨之對(duì)應(yīng)發(fā)生明顯變化,。
參與該項(xiàng)創(chuàng)新成果的清華大學(xué)微納電子系博士生陶璐琪告訴記者,,“解碼”之前,,需要聾啞人根據(jù)自己的發(fā)聲特點(diǎn),,將不同強(qiáng)度和不同頻率的低吟、尖叫音進(jìn)行排列組合,,形成聾啞人的“語(yǔ)言編碼”,。“‘編碼’后的每個(gè)聾啞人發(fā)音,,就像鍵盤(pán)上的字母鍵,,只需要用不同排列組合,就能表達(dá)出聾啞人連續(xù)的,、完整的語(yǔ)義,。這就把我們常人聽(tīng)不懂的聾啞人低吟音轉(zhuǎn)化成為正常的語(yǔ)言,并且可以連續(xù)表達(dá),?!碧砧寸髡f(shuō)。
智能石墨烯人工喉除了能夠辨別不同音調(diào),,還能根據(jù)聲音強(qiáng)弱,、尖叫、咳嗽等聲音震動(dòng)“解碼”出不同種類(lèi)的聾啞人“語(yǔ)言”,,同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)音節(jié)和音調(diào)的排列組合,,讓聾啞人說(shuō)出更豐富的句子。