- 迷你聲學傳感器的“大”應用
- 來源：賽斯維傳感器網 發表于 2017/3/20
科學家們研制出了一款可佩戴小型聲學傳感器，或將應用于心臟健康監測和語音識別。
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，用于監測心率和識別語音。據介紹，它未來的應用領域還包括診斷身體狀況，以及在沒有遙控器等手持設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赫茲之內的聲波——這已經涵蓋了人體主要器官發出的聲波頻率。它們通過具有伸縮性的銅質導線連接擴音器、電阻器和電容器。
上述研究的具體內容于2016年11月16日發表在《科學進展》（ScienceAdvances）雜志上。
新設備的尺寸和創可貼相近，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。
實驗表明該設備能夠同時捕捉多種聲音信號的連續信息——包括心臟瓣膜的開合、血液流經頸動脈時的律動、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，結果表明新設備能監測心臟雜音。在針對民用心室輔助裝置（用于增強心臟供血能力）的實驗中還發現，該設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。”例如志愿者通過說出“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，該設備可服務于患有言語障礙的病人、作戰的士兵、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，新設備還內置了記錄人體電信號的電極。它們有助于監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據。Jeong解釋道：“我們希望通過無線化使它更加實用。”他們的目標是將該設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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