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韓國(guó)浦頂工科大學(xué)在Nature Communications中發(fā)表了一種可附著在皮膚上的穿戴語(yǔ)音識(shí)別電子設(shè)備。一般的移動(dòng)設(shè)備是利用麥克風(fēng)檢測(cè)聲壓的差異來(lái)識(shí)別語(yǔ)音，但這種方式很容易受到背景的噪音和阻尼效應(yīng)(damping effects)影響。因此，Cho Kilwon和Chung Yoonyoung教授團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)出透過(guò)頸部皮膚的震動(dòng)，精確識(shí)別聲音。

這種新型的皮膚震動(dòng)傳感器使用超薄聚合物，以及帶有微孔的隔膜所制作而成。制程包括，將犧牲層(sacrificial layer)、頂部電極、隔膜、和隔膜支撐組件，依序地沉積到干凈的玻璃芯片上，然后蝕刻犧牲層，再將樣品與玻璃芯片分離，經(jīng)過(guò)翻轉(zhuǎn)，最后轉(zhuǎn)移到具有底部電極的聚合物基板上。

由于其完全交聯(lián)的聚合物材料與隔膜微孔結(jié)構(gòu)特性，該電子震動(dòng)傳感器在80-3400赫茲(Hz)的頻率范圍內(nèi)，具有平坦的頻率響應(yīng)(frequency response)，包括標(biāo)準(zhǔn)電話頻帶(300-3400Hz)，以及基本語(yǔ)音頻率范圍(80-255Hz)。

而作用于此皮膚電子震動(dòng)傳感器的原理，在于皮膚的震動(dòng)加速度與聲壓間，存在著線性關(guān)系，因此皮膚的震動(dòng)加速度可以作為一種適當(dāng)?shù)母袦y(cè)參數(shù)。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，當(dāng)加速度越大，聲壓也越大。

除此之外，該設(shè)備還具備了卓越的震動(dòng)靈敏度。在頸部皮膚震動(dòng)范圍內(nèi)，以0.02g的加速度，具有超過(guò)10dB的卓越信噪比(signal to noise ratio)。而這種高靈敏度是源自于聚合物薄膜的低剛度特性以及其優(yōu)化的結(jié)構(gòu)。

另一方面，關(guān)于語(yǔ)音識(shí)別的部分，該研究團(tuán)隊(duì)透過(guò)將裝置附著在皮膚震動(dòng)幅度最大的頸部環(huán)狀軟骨附近，再加上與其他喉部麥克風(fēng)和商用麥克風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行比較。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，當(dāng)具有剛性和龐大結(jié)構(gòu)的加速度計(jì)用強(qiáng)力膠帶固定時(shí)，皮膚會(huì)被壓縮，因此一般的麥克風(fēng)靈敏度已降低至40%。然而，該團(tuán)隊(duì)所設(shè)計(jì)新型頸部皮膚設(shè)備仍保持其振動(dòng)靈敏度在90%以上。

透過(guò)開發(fā)超薄、低鋼度、低阻尼、可貼附在皮膚的語(yǔ)音識(shí)別電子裝置，其龐大的潛力將會(huì)大大的被應(yīng)用在商業(yè)、娛樂(lè)、甚至是醫(yī)療用途上。尤其當(dāng)智能機(jī)器人、語(yǔ)音助理的市場(chǎng)越來(lái)越大，勢(shì)必會(huì)有越來(lái)越多研究人員投入這個(gè)領(lǐng)域。