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中国科学家:石墨烯能让聋哑人“开口说话”

时间:2017-03-13     来源:新华社

石墨烯能够化身“传声筒” ,资助聋哑人“开口说话”。由清华大学微电子所任天令教授课题组发现的“智能石墨烯人工喉” ,有望在未来解决聋哑人的“说话”难题。

日前 ,任天令课题组在《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 ,利用多孔石墨烯质料的优势 ,制造出一种收发同体、适合穿着的集成声学器件。

据介绍 ,这种集成声学器件 ,利用石墨烯的热声效应来发射声音 ,利用石墨烯的压阻效应来接收声音 ,实现了单器件的声音收发同体。器件使用的多孔石墨烯质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-40Hz的宽频谱声音。其多孔结构对压力也极为敏感 ,能够感知发声时喉咙处的微弱振动 ,可以通过压阻效应接收声音信号。因此 ,这种器件能够准确感知聋哑人低吟、尖叫等特殊声音 ,并将这种“无含义声音”转换为频率、强度可控的声音 ,有望在将来转换为预先录制的语言。

记者看到 ,当“人工喉”佩戴者高声发出低吟时 ,人工喉会感知喉咙振动状态并发出预先设定的声音 ,当佩戴者变换低吟的是非、声调时 ,人工喉发出的声音也会随之对应发生明显变化。

加入该项创新结果的清华大学微纳电子系博士生陶璐琪告诉记者 ,“解码”之前 ,需要聋哑人凭据自己的发声特点 ,将差异强度和差异频率的低吟、尖叫音进行排列组合 ,形成聋哑人的“语言编码”。“‘编码’后的每个聋哑人发音 ,就像键盘上的字母键 ,只需要用差异排列组合 ,就能表达出聋哑人连续的、完整的语义。这就把我们凡人听不懂的聋哑人低吟音转化成为正常的语言 ,而且可以连续表达。”陶璐琪说。

智能石墨烯人工喉除了能够分辨差异音调 ,还能凭据声音强弱、尖叫、咳嗽等声音震动“解码”出差异种类的聋哑人“语言” ,同时能够实现音节和音调的排列组合 ,让聋哑人说出更富厚的句子。

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