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智能石墨烯人工喉
成果編號

CG3743

項目名稱

智能石墨烯人工喉

一、項目背景

世界有數以百萬的語言障礙患者 ,其中有的是由于先天缺陷導致其存在語言功能障礙 ,也有后天的一些疾病致使其喪失語言功能 ,語言功能障礙給他們的生活帶來了極大的困難和不便。

著名物理學家霍金因患有帕金森癥 ,無法通過語言與人們正常交流 ,英特爾公司的工程師們為其設計了一款基于眼球追蹤技術的打字系統 ,可以通過眼球滾動 ,選擇需要表達的內容 ,然其技術成本極高 ,很難進行普及推廣。  除此之外 ,人工喉也是一種簡易的語言康復方法 ,其通常需要安裝在口內喉部 ,  由肺部發出的氣流經過舌、唇的調制 ,引起人工喉膜片振動 ,使其發出語言信號。然而 ,現有人工喉存在著口內長時間佩戴會引起患者的不適 ,并且存在辨識 ,進水易失效、穩定性與可靠性差等問題。

三、技術優勢

1. 自動感應聲音變化:  當“人工喉”佩戴者大聲發出低吟時 ,人工喉會感知喉嚨振動狀態并 發出預先設定的聲音 ,  當佩戴者變換低吟的長短、聲調時 ,人工喉發出的聲音也會隨之對應發 生明顯變化。

2. 定制化:“解碼”之前 ,需要聾啞人根據自己的發聲特點 ,將不同強度和不同頻率的低 吟、尖叫音進行排列組合 ,形成聾啞人的“語言編碼”。

3. 智能化:智能石墨烯人工喉除了能夠辨別不同音調 ,還能根據聲音強弱、尖叫、咳嗽等聲 音震動“解碼”出不同種類的聾啞人“語言” ,同時能夠實現音節和音調的排列組合 ,讓聾啞 人說出更豐富的句子。

二、項目簡介

本項目將少數幾個單層的石墨烯薄膜疊加組合在一起 ,形成一定的結構 ,可使其比單層石墨烯有更加豐富的性能表現?;谑┑臒崧曅l射聲音 ,并利用石墨烯微結構的壓阻效應來接收聲音 ,巧妙達到單器件聲音收發同體效果。

具體操作是:采用獨特的激光直寫技術工藝 ,制備出多孔的石墨烯材料 ,一方面 ,其具有高熱導率和低熱容率 ,通過熱聲效應發出100Hz—40kHz的寬頻譜聲音;另一方面 ,石墨烯多孔微結構材料對壓力極為敏感 ,能夠感知喉嚨發聲時的微弱振動 ,通過壓阻效應接收聲音信號 ,從而實現單器件聲音收發一體化集成。

三、技術優勢

1. 自動感應聲音變化:  當“人工喉”佩戴者大聲發出低吟時 ,人工喉會感知喉嚨振動狀態并 發出預先設定的聲音 ,  當佩戴者變換低吟的長短、聲調時 ,人工喉發出的聲音也會隨之對應發 生明顯變化。

2. 定制化:“解碼”之前 ,需要聾啞人根據自己的發聲特點 ,將不同強度和不同頻率的低 吟、尖叫音進行排列組合 ,形成聾啞人的“語言編碼”。

3. 智能化:智能石墨烯人工喉除了能夠辨別不同音調 ,還能根據聲音強弱、尖叫、咳嗽等聲 音震動“解碼”出不同種類的聾啞人“語言” ,同時能夠實現音節和音調的排列組合 ,讓聾啞 人說出更豐富的句子。


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