科學家製造貼紙感測器可監測心率和識別語音

據《科學進展》雜誌近日在線報道，美國研究人員開發出一種類似皮膚貼紙的柔性感測器，可監測心率和識別語音。該器件的潛在應用包括診斷病情、操縱機器人，以及在沒有手柄的情況下玩電腦遊戲等。

研究論文的主要作者、伊利諾伊大學厄巴納—香檳分校材料科學家劉宇浩（音譯）表示，與聽診器這種常見感測器相比，最新研發的新器件所使用的低功率商用微型機電系統（MEMS）加速度計，被包裹在具有黏性的彈性硅膠中，穿戴性很強。研究人員說，這些加速度計的振動頻率被調諧到0.5赫茲到550赫茲範圍內，這是人體重要器官發出的典型聲音。可伸縮銅線則將這些加速度計與放大器、電阻和電容連接起來。

新器件類似於一個小的創可貼，只有20毫米厚，213.6毫克重，具有足夠的靈活性和可伸展性，可穿戴在頸部這樣的人體彎曲部位。硅膠材料則適宜人體汗液的蒸發。

在實驗中，該器件可同時連續收集不同類型的聲學信號數據，如心臟瓣膜的開合、流經頸動脈的血液脈衝、聲帶的振動以及胃腸道的蠕動等。在亞利桑那州的一個私人醫療診所進行的老年志願者測試中，新器件展現出可檢出心臟雜音的能力。在商業化心室輔助裝置試驗中，該器件可幫助心臟泵血，感測器還可檢出潛在的致命血塊。

研究人員表示，將新器件放置在人的喉嚨部位時，其可作為人機介面將命令發送至計算機，從而完成控制機器人、玩視頻遊戲等任務。例如，用戶只需說出「上、下、左、右」就可控制吃豆人遊戲，語音識別率可達90%。

新器件還包含可記錄身體信號的電極，這些電極可幫助感測器監測心臟起搏器的運行情況。研究人員稱，為了更加實用，擬將感測器的數據傳輸升級為無線方式。未來還可將器件的振動頻率擴展到2000赫茲範圍，使之能檢獲人類語音振動的全頻率並用作一個麥克風。

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