【產(chǎn)通社，12月13日訊】清華大學(xué)新聞中心（Tsinghua University News Center）官網(wǎng)消息，自動語音識別技術(shù)有助于提高人民的生活質(zhì)量，但是該技術(shù)難以適用于失聲患者或環(huán)境噪音較大等情況。為拓展語音識別技術(shù)的使用場景，可應(yīng)用生理信號進行語音識別，但是目前該領(lǐng)域使用單一種類的生理信號進行語音識別，存在佩戴電極數(shù)量多、識別準確率低等問題。

集成電路學(xué)院任天令教授團隊根據(jù)語音的生成機制開發(fā)了一種基于石墨烯的融合肌電電極和力學(xué)傳感器的雙生物通道傳感器（DGEMS）用于采集佩戴者說話時下頜部和喉部的肌電信號和力學(xué)信號，其中肌電電極和力學(xué)傳感器均通過激光直寫聚酰亞胺薄膜制備，石墨烯肌電電極比商業(yè)肌電電極具有更高的信噪比和更低的電極-皮膚阻抗，石墨烯力學(xué)傳感器具有極高的穩(wěn)定性，在千萬次疲勞測試后依舊可以感知力學(xué)變化。

肌電信號和力學(xué)信號在頻譜上具有不同的特征，肌電信號的能量主要集中在高頻部分，力學(xué)信號的能量集中在低頻部分，融合兩種不同種類的生理信號進行語音識別可以減少電極佩戴數(shù)量并提升識別準確率。整個識別系統(tǒng)包含兩個貼片，每個貼片輸出一路肌電信號兩路力學(xué)信號。該工作在包含數(shù)字0-9的數(shù)據(jù)集中實現(xiàn)100%的識別率，在包含71個單詞的擴展數(shù)據(jù)集中實現(xiàn)96.85%的識別率，該結(jié)果是目前在最大的孤立詞數(shù)據(jù)集上實現(xiàn)的最高的識別準確率。此外，使用該方法進行語音識別還具有較高的抗噪特性，在70dB的外界環(huán)境噪音下，也可實現(xiàn)95%以上的識別率。以上研究表面基于雙生物通道的融合傳感器在復(fù)雜的語音識別應(yīng)用環(huán)境中具有重要的發(fā)展?jié)摿Α?BR>
上述相關(guān)成果以“使用基于石墨烯的肌電-力學(xué)傳感器的仿生雙通道語音識別”（Bioinspired dual-channel speech recognition using graphene-based electromyographic and mechanical sensors）為題，于10月3日在線發(fā)表在《細胞報告·物理科學(xué)》（Cell Reports Physical Science）上。

論文的通訊作者為清華大學(xué)集成電路學(xué)院任天令教授、田禾副教授和楊軼副教授，清華大學(xué)集成電路學(xué)院田禾副教授、2020級博士生李驍時、2020級博士生韋雨宏為共同第一作者。該項目得到了國家自然科學(xué)基金委、科技部、北京市自然基金委、北京信息科學(xué)與技術(shù)國家研究中心等的支持。

近年來，任天令團隊致力于二維材料的基礎(chǔ)研究和實用化應(yīng)用的探索，尤其關(guān)注研究突破傳統(tǒng)器件限制的新型微納電子器件，在新型石墨烯聲學(xué)器件和各類傳感器件方面已取得了多項創(chuàng)新成果。先后在《自然》（Nature）、《自然·電子》（Nature Electronics）、《自然·通訊》（Nature Communications）等知名期刊以及國際電子器件會議（IEDM）等領(lǐng)域內(nèi)頂級國際學(xué)術(shù)會議上發(fā)表多篇論文。

查詢進一步信息，請訪問官方網(wǎng)站http://www.ime.tsinghua.edu.cn/info/1038/1805.htm，以及http://www.cell.com/cell-reports-physical-science/fulltext/S2666-3864（22）00369-1。（Donna Zhang，張底剪報）    （完）