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- 迷你聲學(xué)傳感器的“大”應(yīng)用
- 來(lái)源：賽斯維傳感器網(wǎng) 發(fā)表于 2017/3/20
科學(xué)家們研制出了一款可佩戴小型聲學(xué)傳感器，或?qū)?yīng)用于心臟健康監(jiān)測(cè)和語(yǔ)音識(shí)別。
圖片來(lái)源：西北大學(xué)（NorthwesternUniversity）／科羅拉多大學(xué)博爾德分校（University of ColoradoBoulder）
研究人員發(fā)布了一種柔軟的聲學(xué)傳感器，它能像標(biāo)簽一樣貼在皮膚上，用于監(jiān)測(cè)心率和識(shí)別語(yǔ)音。據(jù)介紹，它未來(lái)的應(yīng)用領(lǐng)域還包括診斷身體狀況，以及在沒(méi)有遙控器等手持設(shè)備的情況下操控機(jī)器人或玩電子游戲。
該研究負(fù)責(zé)人，伊利諾伊大學(xué)厄巴納香檳分校（University of Illinoisat Urbana－Champaign）材料學(xué)家HowardYu Hao Liu介紹，在此之前捕捉人體內(nèi)聲波振動(dòng)的唯一方式就是聽(tīng)診器，它們往往體積較大且不能變形，既難以攜帶，又無(wú)法獲得完整的聲波信號(hào)。
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(yīng)振動(dòng)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(guò)具有伸縮性的銅質(zhì)導(dǎo)線連接擴(kuò)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(xué)進(jìn)展》（ScienceAdvances）雜志上。
新設(shè)備的尺寸和創(chuàng)可貼相近，僅20毫米長(zhǎng)，重約213．6毫克，并且能夠彎曲和伸縮，以適應(yīng)身體活動(dòng)部位，如頸部。同時(shí)硅膠并不會(huì)妨礙皮膚排汗透氣。
實(shí)驗(yàn)表明該設(shè)備能夠同時(shí)捕捉多種聲音信號(hào)的連續(xù)信息——包括心臟瓣膜的開(kāi)合、血液流經(jīng)頸動(dòng)脈時(shí)的律動(dòng)、聲帶的振動(dòng)、甚至胃腸道的蠕動(dòng)。
科學(xué)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(duì)象進(jìn)行了測(cè)試，結(jié)果表明新設(shè)備能監(jiān)測(cè)心臟雜音。在針對(duì)民用心室輔助裝置（用于增強(qiáng)心臟供血能力）的實(shí)驗(yàn)中還發(fā)現(xiàn)，該設(shè)備還能檢測(cè)致命性血栓。
Liu表示：“它可以貼在咽喉部位，作為人－機(jī)交互界面，向計(jì)算機(jī)輸入語(yǔ)音命令，用于操縱機(jī)器人或玩電子游戲�！崩缰驹刚咄ㄟ^(guò)說(shuō)出“上”、“下”、“左”、“右”的命令來(lái)操控“吃豆人”（Pac－Man，一款電子游戲），其語(yǔ)音識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)90％。研究人員還介紹說(shuō)，該設(shè)備可服務(wù)于患有言語(yǔ)障礙的病人、作戰(zhàn)的士兵、以及災(zāi)難中求救的難民等等。
論文合著者，科羅拉多大學(xué)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(hào)的電極。它們有助于監(jiān)測(cè)心臟與起搏器的工作狀況。
然而傳感器目前依賴(lài)于電線傳輸數(shù)據(jù)。Jeong解釋道：“我們希望通過(guò)無(wú)線化使它更加實(shí)用。”他們的目標(biāo)是將該設(shè)備的識(shí)別范圍擴(kuò)展到2000赫茲，包含人類(lèi)語(yǔ)音的所有頻率，從而能夠替代麥克風(fēng)。
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