圖片來源：pixabay

韓國浦頂工科大學在Nature Communications中發(fā)表了一種可附著在皮膚上的穿戴語音識別電子設備。一般的移動設備是利用麥克風檢測聲壓的差異來識別語音，但這種方式很容易受到背景的噪音和阻尼效應(damping effects)影響。因此，Cho Kilwon和Chung Yoonyoung教授團隊成功開發(fā)出透過頸部皮膚的震動，精確識別聲音。

這種新型的皮膚震動傳感器使用超薄聚合物，以及帶有微孔的隔膜所制作而成。制程包括，將犧牲層(sacrificial layer)、頂部電極、隔膜、和隔膜支撐組件，依序地沉積到干凈的玻璃芯片上，然后蝕刻犧牲層，再將樣品與玻璃芯片分離，經過翻轉，最后轉移到具有底部電極的聚合物基板上。

由于其完全交聯(lián)的聚合物材料與隔膜微孔結構特性，該電子震動傳感器在80-3400赫茲(Hz)的頻率范圍內，具有平坦的頻率響應(frequency response)，包括標準電話頻帶(300-3400Hz)，以及基本語音頻率范圍(80-255Hz)。

而作用于此皮膚電子震動傳感器的原理，在于皮膚的震動加速度與聲壓間，存在著線性關系，因此皮膚的震動加速度可以作為一種適當的感測參數。簡單來說，當加速度越大，聲壓也越大。

除此之外，該設備還具備了卓越的震動靈敏度。在頸部皮膚震動范圍內，以0.02g的加速度，具有超過10dB的卓越信噪比(signal to noise ratio)。而這種高靈敏度是源自于聚合物薄膜的低剛度特性以及其優(yōu)化的結構。

另一方面，關于語音識別的部分，該研究團隊透過將裝置附著在皮膚震動幅度最大的頸部環(huán)狀軟骨附近，再加上與其他喉部麥克風和商用麥克風系統(tǒng)進行比較。結果發(fā)現，當具有剛性和龐大結構的加速度計用強力膠帶固定時，皮膚會被壓縮，因此一般的麥克風靈敏度已降低至40%。然而，該團隊所設計新型頸部皮膚設備仍保持其振動靈敏度在90%以上。

透過開發(fā)超薄、低鋼度、低阻尼、可貼附在皮膚的語音識別電子裝置，其龐大的潛力將會大大的被應用在商業(yè)、娛樂、甚至是醫(yī)療用途上。尤其當智能機器人、語音助理的市場越來越大，勢必會有越來越多研究人員投入這個領域。