清華大學微電子所發明“智能石墨烯人工喉”

石墨烯能讓聾啞人“開口說話”

石墨烯能夠化身“傳聲筒”，幫助聾啞人“開口說話”。由清華大學微電子所任天令教授課題組發明的“智能石墨烯人工喉”，有望在未來解決聾啞人的“說話”難題。

日前，任天令課題組在《自然通訊》上發表了題為《具有聲音感知能力的智能石墨烯人工喉》的研究論文，利用多孔石墨烯材料的優勢，制造出一種收發同體、適合穿戴的集成聲學器件。

據介紹，這種集成聲學器件，利用石墨烯的熱聲效應來發射聲音，利用石墨烯的壓阻效應來接收聲音，實現了單器件的聲音收發同體。器件使用的多孔石墨烯材料具有高熱導率和低熱容率的特點，能夠通過熱聲效應發出100Hz～40kHz的寬頻譜聲音。其多孔結構對壓力也極為敏感，能夠感知發聲時喉嚨處的微弱振動，可以通過壓阻效應接收聲音信號。因此，這種器件能夠準確感知聾啞人低吟、尖叫等特殊聲音，并將這種“無含義聲音”轉換為頻率、強度可控的聲音，有望在將來轉換為預先錄制的語言。

記者看到，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。

參與該項創新成果的清華大學微納電子系博士生陶璐琪告訴記者，“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”?！啊幋a’后的每個聾啞人發音，就像鍵盤上的字母鍵，只需要用不同排列組合，就能表達出聾啞人連續的、完整的語義。這就把我們常人聽不懂的聾啞人低吟音轉化成為正常的語言，并且可以連續表達?！碧砧寸髡f。

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。