清华研发人工喉帮患者发“声”

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一枚硬币大小的石墨烯片，贴在颈部靠近喉咙处，就能帮助有发音障碍的喉疾患者重获新“声”。近日，清华大学集成电路学院教授任天令团队研发了一款可穿戴人工喉，可以识别佩戴者喉部发声的信号，并将其转换为语音播放出来，还原准确率超90%。该成果已发表在《自然》人工智能子刊《自然·机器智能》上。
任天令团队基于石墨烯材料研发的智能可穿戴人工喉，对低频的肌肉运动、中频食管振动和高频声波信息有较高的灵敏度，也具有抗噪声的语音感知能力。同时，人工喉能通过热声效应将信号转换成声音播放。
智能人工喉不仅能准确“听”懂佩戴者想表达的内容，还可以更清晰地“说”出来。利用人工智能模型，团队对人工喉感知的信号进行了语音识别和合成，实现了对声调、词语等基本语音元素的高精度还原。实验结果表明，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。而我们日常交流的环境分贝大约为60分贝。