一个气溶喷气打印可穿戴的石墨烯/纤维素纳米晶声学传感器用于语音识别

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 生物医学工程 生物医学工程
• 声学 声学 在声学方面

背景情况:

• 可穿戴的声学传感器对于言语障碍患者的沟通辅助设备至关重要.
• 现有的传感器往往缺乏有效长期使用所需的灵敏度,灵活性或生物相容性.

研究的目的:

• 开发和描述一种用于语音障碍者沟通的新型压对应声学传感器.
• 调查传感器在捕获语音特征方面的性能及其与用于语音识别的机器学习集成.

主要方法:

• 聚氨 (PU) 薄膜封装的石墨烯/纤维素纳米晶 (CNC) 传感器的增材制造,使用气溶喷气打印.
• 传感器灵敏度,工作范围和关于声压水平 (SPL) 的分辨率的表征.
• 与支持矢量机器 (SVM) 算法的集成,用于使用捕获的语音数据进行数字识别 (0-9).

主要成果:

• 传感器表现出高声敏度 (9.7 × 10-6 dB-1),可根据石墨烯度调节,在20重量时具有最佳性能. %的石墨烯. %的石墨烯.
• 实现了广泛的工作范围 (30-90 dB SPL) 和10 dB SPL变化的最小分辨率,具有线性电阻-SPL相关性.
• 可穿戴式传感器准确地捕捉了声音的音色和节奏,在与SVM算法相结合时,在数字识别中达到95.9%的准确性.

结论:

• 增材制造的压声学传感器为语音障碍通信提供了一个生物相容和灵活的解决方案.
• 传感器可调节的灵敏度和准确的语音捕获,结合机器学习,为用户提供有效的数字通信.
• 这项技术为面临语音困难的个人提供了辅助通信设备的重大进步.