研发的人工喉有望帮聋哑人士“说话”为大树茶建技术规范 助力产业发展
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研发的人工喉有望帮聋哑人士“说话”
为大树茶建技术规范 助力产业发展
     
 
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2021 年 06 月 29 日 星期 放大 缩小 默认  
陶璐琪:
研发的人工喉有望帮聋哑人士“说话”

重庆日报记者 李星婷

    陶璐琪(右二)带领团队成员做实验。(受访者供图)

  “科研成果能应用到社会,切切实实地为人们的生活带来便利才是最接地气的。”6月27日,重庆大学能源互联网与智能装备重庆市协同创新中心副主任、“重庆英才青年拔尖人才”、重庆大学博士生导师陶璐琪在接受采访时表示。

  陶璐琪已有11年党龄,身为90后的他博士毕业于清华大学微电子学研究所。2018年重庆大学能源互联网及智能装备协同创新中心成立,陶璐琪被特聘到重庆大学,从事新型微纳材料与微纳传感技术等研究。

  陶璐琪曾在《自然·通讯》等国际重要学术期刊上发表论文30余篇,承担了国家自然科学基金、国家重点研发计划子课题、重庆市自然科学基金等项目。

  在科研过程中,陶璐琪发现了一个规律——有的科研成果源于无数精心构思的设计,有的则源于偶然乍现的灵感,而科研工作者必须具备的,就是把这种灵感转化为学术成果的能力。

  比如,陶璐琪研发的智能石墨烯人工喉,荣获科技导报评选的2017年“中国十大重大技术进展”以及首届中国国际智能产业博览会十大“黑科技”创新产品。

  为什么会研究这样的黑科技?

  这源于一次灵感乍现。在一次研究团队的会议上,陶璐琪为新同学介绍师兄研发的石墨烯狗用耳机。这种耳机以石墨烯为材料,能够发出犬类能听到的超声,从而实现人与犬类通信。

  “这样一来,岂不是我们也能听懂狗说的话了?”交流过程中,一位新同学发问。这个问题让会议气氛变得轻松起来,大家当成玩笑一笑了之。

  但陶璐琪对此却反复思考——既然能向狗发送它们听得懂的信号,那么,能不能做一个基于石墨烯材料的翻译器,去翻译一些对人来说听不懂的语言,比如听力和语言障碍的患者发出的“咿咿呀呀”的语音?

  当时,国外课题组发现了一种名为“多孔石墨烯”的材料,该材料具备适配人体、能发出声音的特性。由此,课题组成员们想到利用多孔石墨烯材料的优势,制造一种收发同体、适合穿戴的集成声学器件。

  陶璐琪把目标锁定在了“智能石墨烯人工喉”上。这种集成声学器件,利用石墨烯的热声效应来发射声音,其多孔结构对压力也极为敏感,能够感知发声时喉咙处的微弱振动,并通过石墨烯的压阻效应接收声音信号。

  “这种器件能够准确感知聋哑人低吟、尖叫等特殊声音,将这些‘无含义声音’转换为频率、强度可控的声音。再将不同强度和频率的低吟、尖叫音进行排列组合,形成聋哑人的‘语言编码’。”陶璐琪表示,每个聋哑人编码后的发音,就像键盘上的字母,通过不同排列组合,就能表达出连续、完整的语义。

  陶璐琪做科研,始终聚焦解决“人的问题”。

  细心的陶璐琪发现,诸如心血管疾病、睡眠呼吸暂停综合征等疾病死亡率居高不下,主要原因是病情发生后缺乏及时的预警措施,致使病人无法采取预防手段,从而错过最佳治疗时机。

  能否开发一款集集成检测和报警功能于一体的电子器件来解决这一问题?

  经过反复研究,2019年底,团队提出了研发“集监控预警于一体的呼吸预警类新型电子器件”的构想。

  “倘若患有睡眠呼吸暂停综合征的患者在睡眠中突然呼吸中断了,这个器件便会通过呼吸气流对冲到传感器件上,以此发出预警。”陶璐琪表示,该器件能够检测到20Hz-200kHz的音频并发出警报,当检测到呼吸中断时则会发出高频声音报警。这将大大提高系统的可靠性,为传感器多功能集成开辟了一条新途径。

  “目前,这些科研成果都在积极与企业洽谈合作,争取早日实现应用。”陶璐琪说。

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