清華研發(fā)人工喉幫患者發(fā)“聲”

(資料圖)

一枚硬幣大小的石墨烯片，貼在頸部靠近喉嚨處，就能幫助有發(fā)音障礙的喉疾患者重獲新“聲”。近日，清華大學(xué)集成電路學(xué)院教授任天令團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一款可穿戴人工喉，可以識(shí)別佩戴者喉部發(fā)聲的信號(hào)，并將其轉(zhuǎn)換為語音播放出來，還原準(zhǔn)確率超90%。該成果已發(fā)表在《自然》人工智能子刊《自然·機(jī)器智能》上。

任天令團(tuán)隊(duì)基于石墨烯材料研發(fā)的智能可穿戴人工喉，對(duì)低頻的肌肉運(yùn)動(dòng)、中頻食管振動(dòng)和高頻聲波信息有較高的靈敏度，也具有抗噪聲的語音感知能力。同時(shí)，人工喉能通過熱聲效應(yīng)將信號(hào)轉(zhuǎn)換成聲音播放。

智能人工喉不僅能準(zhǔn)確“聽”懂佩戴者想表達(dá)的內(nèi)容，還可以更清晰地“說”出來。利用人工智能模型，團(tuán)隊(duì)對(duì)人工喉感知的信號(hào)進(jìn)行了語音識(shí)別和合成，實(shí)現(xiàn)了對(duì)聲調(diào)、詞語等基本語音元素的高精度還原。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，人工喉能識(shí)別一名喉切除術(shù)患者模糊說出的日常詞匯，準(zhǔn)確率超過90%。識(shí)別出的內(nèi)容被合成為語音在人工喉上播放，可以初步恢復(fù)患者的語音交流能力。其抗噪聲性能也明顯優(yōu)于麥克風(fēng)，在60分貝以上環(huán)境噪聲下仍能保持識(shí)別能力。而我們?nèi)粘＝涣鞯沫h(huán)境分貝大約為60分貝。

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