智能人工喉让聋人“开口说话”
中国聋人网讯 近些年，石墨烯材料在医疗器材、新能源电池、航天军工等很多领域都有着广阔的前景。如今，清华大学微电子所长江学者特聘教授、国家杰出青年基金获得者任天令教授课题组，通过对石墨烯材料的研究，研发了一种“智能石墨烯人工喉”，将让石墨烯帮助聋人“开口说话”，为聋人士的正常交流带来了福音，该研究成果具有重大产业化价值。
喉咙的震动被石墨烯检测到，石墨烯就能知道聋人发出的是低吟还是尖叫，并将这种无意义的声音转变为频率、幅度可控的声音，也就是我们平时所谓的语言。
任天令教授表示，这款“石墨烯人工喉”的发声原理主要依靠石墨烯材料的热学特性和力学特性。基于热学特性，石墨烯可以利用热声效应发出声音；基于力学特性，声音作用于石墨烯上会引起石墨烯电阻的变化，因此石墨烯可以同时发出声音和接收声音，正是由于石墨烯的声音收发一体化特性，让帮助聋人发声成为现实。
“因为聋人喉咙可以发出一些低吟、尖叫、咳嗽等声音，这些声音对正常人是没有意义的，但是在聋人发出这些声音的时候，喉咙会振动，而低吟和尖叫时，喉咙振动是不同的，喉咙的震动被石墨烯检测到，石墨烯就能知道聋人发出的是低吟还是尖叫，并将这种无意义的声音转变为频率、幅度可控的声音，也就是我们平时所谓的语言。”任天令教授进一步解释道。
值得一提的是，这款“智能石墨烯人工喉”使用了多孔石墨烯材料，这种材料具有高热导率和低热容率的特点，能够通过热声效应发出100HZ至40KHZ的宽频谱声音。其多孔结构对压力也极为敏感，能够感知人发声时喉咙处的微弱振动。
“智能石墨烯人工喉”具有超薄的结构，只需要贴到喉咙处即可工作，且具有良好的柔韧性和生物兼容性。
任天令教授介绍，这款“智能石墨烯人工喉”的研发创意为他所在的课题组首创。日前，该课题组在国际知名刊物《自然通讯》上发表了题为《具有声音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究论文，他们利用多孔石墨烯材料的优势，制造出一种收发同体、适合穿戴的集成声学器件。
任教授说，如今这款“智能石墨烯人工喉”发出的是单频声音，即一个波段频率的声音。后续课题小组可预先录制语音信号，并使用这款“智能石墨烯人工喉”发出这些预先录制的语音信号，到那时，佩戴它的聋人所发出的声音就和普通人说话基本没有区别了。
传统人工喉体量大、结构复杂，对于聋人士来说佩戴起来比较麻烦，这款“智能石墨烯人工喉”具有超薄的结构，只需要贴到喉咙处即可工作，且具有良好的柔韧性和生物兼容性。
在研发这款“智能石墨烯人工喉”之前，任教授所在的课题组在声学方面的研究已有20多年的经验积累，结合石墨烯这种新材料，通过不断地实验探索，保证这款人工喉在发声和收声方面均有最优性能，才诞生了今天的成果。
在采访的最后，他补充道：“目前我们还需要进行聋人的其他喉咙振动方式的研究，以及丰富聋人的语音库等工作，这款 智能石墨烯人工喉 的市场投入仍在继续推进。”
喉咙的震动被石墨烯检测到，石墨烯就能知道聋人发出的是低吟还是尖叫，并将这种无意义的声音转变为频率、幅度可控的声音，也就是我们平时所谓的语言。
任天令教授表示，这款“石墨烯人工喉”的发声原理主要依靠石墨烯材料的热学特性和力学特性。基于热学特性，石墨烯可以利用热声效应发出声音；基于力学特性，声音作用于石墨烯上会引起石墨烯电阻的变化，因此石墨烯可以同时发出声音和接收声音，正是由于石墨烯的声音收发一体化特性，让帮助聋人发声成为现实。
“因为聋人喉咙可以发出一些低吟、尖叫、咳嗽等声音，这些声音对正常人是没有意义的，但是在聋人发出这些声音的时候，喉咙会振动，而低吟和尖叫时，喉咙振动是不同的，喉咙的震动被石墨烯检测到，石墨烯就能知道聋人发出的是低吟还是尖叫，并将这种无意义的声音转变为频率、幅度可控的声音，也就是我们平时所谓的语言。”任天令教授进一步解释道。
值得一提的是，这款“智能石墨烯人工喉”使用了多孔石墨烯材料，这种材料具有高热导率和低热容率的特点，能够通过热声效应发出100HZ至40KHZ的宽频谱声音。其多孔结构对压力也极为敏感，能够感知人发声时喉咙处的微弱振动。
“智能石墨烯人工喉”具有超薄的结构，只需要贴到喉咙处即可工作，且具有良好的柔韧性和生物兼容性。
任天令教授介绍，这款“智能石墨烯人工喉”的研发创意为他所在的课题组首创。日前，该课题组在国际知名刊物《自然通讯》上发表了题为《具有声音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究论文，他们利用多孔石墨烯材料的优势，制造出一种收发同体、适合穿戴的集成声学器件。
任教授说，如今这款“智能石墨烯人工喉”发出的是单频声音，即一个波段频率的声音。后续课题小组可预先录制语音信号，并使用这款“智能石墨烯人工喉”发出这些预先录制的语音信号，到那时，佩戴它的聋人所发出的声音就和普通人说话基本没有区别了。
传统人工喉体量大、结构复杂，对于聋人士来说佩戴起来比较麻烦，这款“智能石墨烯人工喉”具有超薄的结构，只需要贴到喉咙处即可工作，且具有良好的柔韧性和生物兼容性。
在研发这款“智能石墨烯人工喉”之前，任教授所在的课题组在声学方面的研究已有20多年的经验积累，结合石墨烯这种新材料，通过不断地实验探索，保证这款人工喉在发声和收声方面均有最优性能，才诞生了今天的成果。
在采访的最后，他补充道：“目前我们还需要进行聋人的其他喉咙振动方式的研究，以及丰富聋人的语音库等工作，这款 智能石墨烯人工喉 的市场投入仍在继续推进。”
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