可穿戴人工喉

可穿戴人工喉是清华大学集成电路学院教授任天令团队研发的一款设备，可以识别喉部发声的信号，并将其转换为语音播放，还原准确率超90%。

2017年，任天令团队创新性地提出了一种基于石墨烯的收发同体的集成声学器件。2023年3月，清华大学集成电路学院任天令教授团队第一次将石墨烯转换成具有“收发一体”的可穿戴智能人工喉设备。该成果发表在《自然》杂志人工智能子刊《自然·机器智能》上。

2023年11月13日，肌萎缩侧索硬化患者蔡磊成为了全球首个清华大学可穿戴人工喉的试用者。

研发历程

2017年，任天令团队创新性地提出了一种基于石墨烯的收发同体的集成声学器件。在器件制备工艺上，团队采用独特的激光直写技术，能够直接将成本低廉的大面积聚酰亚胺薄膜快速转化为图形化的多孔石墨烯材料。

团队在不断迭代时，研发出体积更小及功能更多的集成“人工喉”。这种膜片通过导线与一个仅2平方厘米大小的微控制器相连，后者可以放在口袋里，配有一个纽扣大小的电池，简单又便捷。

2023年3月，清华大学集成电路学院任天令教授团队第一次将石墨烯转换成具有“收发一体”的可穿戴智能人工喉设备。该成果发表在《自然》杂志人工智能子刊《自然·机器智能》上。

可穿戴人工喉利用石墨烯的压阻效应来接收信号，并基于热声效应发射声音，从而巧妙地实现了单器件的声音收发同体。它可以感知喉部发声相关的多模态机械信号以用于语音识别，并依靠热声效应播放对应的声音。

可穿戴人工喉能识别一名喉切除术患者模糊说出的日常词汇，准确率超过90%。识别出的内容被合成为语音在人工喉上播放，可以初步恢复患者的语音交流能力。其抗噪声性能也明显优于麦克风，在60分贝以上环境噪声下仍能保持识别能力。

2023年11月13日，肌萎缩侧索硬化患者、京东集团原副总裁蔡磊成为了全球首个清华大学可穿戴人工喉的试用者。