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- 迷你聲學傳感器的“大”應用
- 來源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2017/3/20
科學家們研制出了一款可佩戴小型聲學傳感器，或?qū)糜谛呐K健康監(jiān)測和語音識別。
圖片來源：西北大學（NorthwesternUniversity）／科羅拉多大學博爾德分校（University of ColoradoBoulder）
研究人員發(fā)布了一種柔軟的聲學傳感器，它能像標簽一樣貼在皮膚上，用于監(jiān)測心率和識別語音。據(jù)介紹，它未來的應用領(lǐng)域還包括診斷身體狀況，以及在沒有遙控器等手持設(shè)備的情況下操控機器人或玩電子游戲。
該研究負責人，伊利諾伊大學厄巴納香檳分校（University of Illinoisat Urbana－Champaign）材料學家HowardYu Hao Liu介紹，在此之前捕捉人體內(nèi)聲波振動的唯一方式就是聽診器，它們往往體積較大且不能變形，既難以攜帶，又無法獲得完整的聲波信號。
相比而言，新設(shè)備采用低能耗的小型商用MEMS加速度傳感器，外部用具有粘性的彈性體硅膠包裹。這些傳感器能感應振動頻率范圍在0．5至550赫茲之內(nèi)的聲波——這已經(jīng)涵蓋了人體主要器官發(fā)出的聲波頻率。它們通過具有伸縮性的銅質(zhì)導線連接擴音器、電阻器和電容器。
上述研究的具體內(nèi)容于2016年11月16日發(fā)表在《科學進展》（ScienceAdvances）雜志上。
新設(shè)備的尺寸和創(chuàng)可貼相近，僅20毫米長，重約213．6毫克，并且能夠彎曲和伸縮，以適應身體活動部位，如頸部。同時硅膠并不會妨礙皮膚排汗透氣。
實驗表明該設(shè)備能夠同時捕捉多種聲音信號的連續(xù)信息——包括心臟瓣膜的開合、血液流經(jīng)頸動脈時的律動、聲帶的振動、甚至胃腸道的蠕動。
科學家在亞利桑那州圖森市（Tucson，Arizona）一家名為Camp Lowell Cardiology的私立診所以老年志愿者為對象進行了測試，結(jié)果表明新設(shè)備能監(jiān)測心臟雜音。在針對民用心室輔助裝置（用于增強心臟供血能力）的實驗中還發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備還能檢測致命性血栓。
Liu表示：“它可以貼在咽喉部位，作為人－機交互界面，向計算機輸入語音命令，用于操縱機器人或玩電子游戲�！崩缰驹刚咄ㄟ^說出“上”、“下”、“左”、“右”的命令來操控“吃豆人”（Pac－Man，一款電子游戲），其語音識別準確率達90％。研究人員還介紹說，該設(shè)備可服務于患有言語障礙的病人、作戰(zhàn)的士兵、以及災難中求救的難民等等。
論文合著者，科羅拉多大學博爾德分校（University of Coloradoat Boulder）電子工程師Jae－Woong Jeong表示，新設(shè)備還內(nèi)置了記錄人體電信號的電極。它們有助于監(jiān)測心臟與起搏器的工作狀況。
然而傳感器目前依賴于電線傳輸數(shù)據(jù)。Jeong解釋道：“我們希望通過無線化使它更加實用�！彼麄兊哪繕耸菍⒃撛O(shè)備的識別范圍擴展到2000赫茲，包含人類語音的所有頻率，從而能夠替代麥克風。
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