新型柔性可穿戴感測器：可精準識別語音

導讀

據韓國浦項科技大學官網近日報道，該校研究人員開發出一種柔性、可穿戴、振動響應的感測器。

背景

如今，我們很容易在手機上找到語音識別功能。在辦公室召開的會議或者談話中，我們經常會體驗到語音識別功能。可是有時候，無論我們開啟語音識別功能多少次，它都根本無法被激活。這是因為，手機用麥克風檢測聲壓從而識別語音，但是麥克風很容易受到周圍噪音和其他障礙物的影響。

（圖片來源：Jose-Luis Olivares/MIT）

創新

近日，韓國浦項科技大學（POSTECH）化學系教授 Kilwon Cho 和電子與電氣工程系教授 Yoonyoung Chung 成功開發出一種柔性、可穿戴、振動響應的感測器。該感測器可以粘貼到頸部，通過頸部皮膚的振動來精準地識別語音，並且不會受到環境噪音和聲音音量的影響。

（圖片來源：參考資料【1】）

技術

傳統的振動感測器是通過空氣振動來識別語音的。由於機械共振與阻尼效應，靈敏度會降低。因此，傳統的振動感測器無法定量地測量聲音。所以，環境聲音或者障礙物例如口罩會影響其聲音識別的精準度，並且使之無法應用於安全認證。

（圖片來源：參考資料【1】）

在這項研究中，研究小組演示了，在從40dBSPL~70dBSPL的各種不同的聲壓等級上，聲壓與頸部皮膚振動的加速度成比例。他們開發出一種利用皮膚振動加速度的振動感測器。該設備是由超薄的聚合物薄膜以及具有小孔的膈膜組成，可以通過測量皮膚振動的加速度來定量地感知聲音。

他們也成功地展示了，即使在噪音環境以及佩戴口罩時音量非常低的情況下，該設備也可以精準地識別語音，不會產生振動畸變。

價值

這項研究可以進一步拓展至各種語音識別應用，例如電子皮膚、人機介面、可穿戴的嗓音健康監測設備。

Kilwon Cho 教授在採訪中解釋了這項研究的意義：「這項研究非常有意義，它開發出一種新型語音識別系統，該系統可以定量地感知與分析語音，並且不受周圍環境影響。該系統在傳統語音識別系統（只能定性地識別語音）的基礎上向前邁出了一步。」

關鍵字

電子皮膚、可穿戴技術、人機介面、語音識別

參考資料

【1】Siyoung Lee, Junsoo Kim, Inyeol Yun, Geun Yeol Bae, Daegun Kim, Sangsik Park, Il-Min Yi, Wonkyu Moon, Yoonyoung Chung, Kilwon Cho. An ultrathin conformable vibration-responsive electronic skin for quantitative vocal recognition. Nature Communications, 2019; 10 (1) DOI: 10.1038/s41467-019-10465-w

【2】http://www.postech.ac.kr/eng/a-wearable-vibration-sensor-for-accurate-voice-recognition/

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