任天令教授介紹，這款“智能石墨烯人工喉”的研發(fā)創(chuàng)意為他地點的課題組創(chuàng)始。日前，該課題組在國際聞名刊物《自然通訊》上發(fā)表了題為《具有聲響感知能力的智能石墨烯人工喉》的研討論文，他們利用多孔石墨烯資料的優(yōu)勢，制造出一種收發(fā)同體、合適穿戴的集成聲學(xué)器件。

　　任天令教授表示，這款“石墨烯人工喉”的發(fā)聲原理主要依靠石墨烯資料的熱學(xué)特性和力學(xué)特性。根據(jù)熱學(xué)特性，石墨烯可以利用熱聲效應(yīng)宣布聲響;根據(jù)力學(xué)特性，聲響作用于石墨烯上會引起石墨烯電阻的改變，因而石墨烯可以同時宣布聲響和接收聲響，正是由于石墨烯的聲響收發(fā)一體化特性，讓協(xié)助聾啞人發(fā)聲成為實際。

　　近些年，石墨烯資料在醫(yī)療器件、新能源電池、航天軍工等許多領(lǐng)域都有著寬廣的前景。如今，清華大學(xué)微電子所長江學(xué)者特聘教授、國家杰出青年基金獲得者任天令教授課題組，通過對石墨烯資料的研討，研發(fā)了一種“智能石墨烯人工喉”，將讓石墨烯協(xié)助聾啞人“開口說話”，為聾啞人士的正常溝通帶來了福音，該研討成果具有嚴(yán)重產(chǎn)業(yè)化價值。

　　  嗓子的震動被石墨烯檢測到，石墨烯就能知道聾啞人宣布的是低吟還是尖叫，并將這種無意義的聲響轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率、起伏可控的聲響，也就是我們平常所謂的言語。　　

       “由于聾啞人嗓子可以宣布一些低吟、尖叫、咳嗽等聲響，這些聲響對正常人是沒有意義的，但是在聾啞人宣布這些聲響的時候，嗓子會振蕩，而低吟和尖叫時，嗓子振蕩是不同的，嗓子的震動被石墨烯檢測到，石墨烯就能知道聾啞人宣布的是低吟還是尖叫，并將這種無意義的聲響轉(zhuǎn)變?yōu)轭l率、起伏可控的聲響，也就是我們平常所謂的言語。”任天令教授進一步解釋道。

　　值得一提的是，這款“智能石墨烯人工喉”使用了多孔石墨烯資料，這種資料具有高熱導(dǎo)率和低熱容率的特點，可以通過熱聲效應(yīng)宣布100HZ至40KHZ的寬頻譜聲響。其多孔結(jié)構(gòu)對壓力也極為敏感，可以感知人發(fā)聲時嗓子處的微弱振蕩。

　　“智能石墨烯人工喉”具有超薄的結(jié)構(gòu)，只需要貼到嗓子處即可作業(yè)，且具有良好的柔韌性和生物兼容性

　　任教授說，如今這款“智能石墨烯人工喉”宣布的是單頻聲響，即一個波段頻率的聲響。后續(xù)課題小組可預(yù)先錄制語音信號，并使用這款“智能石墨烯人工喉”宣布這些預(yù)先錄制的語音信號，到那時，佩帶它的聾啞人所宣布的聲響就和普通人說話基本沒有區(qū)別了。

　　傳統(tǒng)人工喉體量大、結(jié)構(gòu)雜亂，關(guān)于聾啞人士來說佩帶起來比較麻煩，這款“智能石墨烯人工喉”具有超薄的結(jié)構(gòu)，只需要貼到嗓子處即可作業(yè)，且具有良好的柔韌性和生物兼容性。

　　任天令教授表示，在研發(fā)這款“智能石墨烯人工喉”之前，他地點的課題組在聲學(xué)方面的研討已有20多年的經(jīng)歷堆集，結(jié)合石墨烯這種新資料，通過不斷地試驗探索，確保這款人工喉在發(fā)聲和收聲方面均有最優(yōu)性能，才誕生了今天的成果。

　　在采訪的最后，他彌補道：“現(xiàn)在我們還需要進行聾啞人的其他嗓子振蕩方式的研討，以及豐厚聾啞人的語音庫等作業(yè)，這款 智能石墨烯人工喉 的市場投入仍在持續(xù)推動。”