可穿戴人工喉是清華大學集成電路學院教授任天令團隊研發的一款設備，可以識別喉部發聲的信號，并將其轉換為語音播放，還原準確率超90%。
2017年，任天令團隊創新性地提出了一種基于石墨烯的收發同體的集成聲學器件。2023年3月，清華大學集成電路學院任天令教授團隊第一次將石墨烯轉換成具有“收發一體”的可穿戴智能人工喉設備。該成果發表在《自然》雜志人工智能子刊《自然·機器智能》上。
2023年11月13日，肌萎縮側索硬化患者蔡磊成為了全球首個清華大學可穿戴人工喉的試用者。
研發歷程
2017年，任天令團隊創新性地提出了一種基于石墨烯的收發同體的集成聲學器件。在器件制備工藝上，團隊采用獨特的激光直寫技術，能夠直接將成本低廉的大面積聚酰亞胺薄膜快速轉化為圖形化的多孔石墨烯材料。
團隊在不斷迭代時，研發出體積更小及功能更多的集成“人工喉”。這種膜片通過導線與一個僅2平方厘米大小的微控制器相連，后者可以放在口袋里，配有一個紐扣大小的電池，簡單又便捷。
2023年3月，清華大學集成電路學院任天令教授團隊第一次將石墨烯轉換成具有“收發一體”的可穿戴智能人工喉設備。該成果發表在《自然》雜志人工智能子刊《自然·機器智能》上。
設備原理
可穿戴人工喉利用石墨烯的壓阻效應來接收信號，并基于熱聲效應發射聲音，從而巧妙地實現了單器件的聲音收發同體。它可以感知喉部發聲相關的多模態機械信號以用于語音識別，并依靠熱聲效應播放對應的聲音。
設備功能
可穿戴人工喉能識別一名喉切除術患者模糊說出的日常詞匯，準確率超過90%。識別出的內容被合成為語音在人工喉上播放，可以初步恢復患者的語音交流能力。其抗噪聲性能也明顯優于麥克風，在60分貝以上環境噪聲下仍能保持識別能力。
應用
2023年11月13日，肌萎縮側索硬化患者、京東集團原副總裁蔡磊成為了全球首個清華大學可穿戴人工喉的試用者。
參考資料 >
讓失聲者重獲新“聲”，清華團隊成功研發可穿戴“人工喉”.今日頭條.2023-11-14
清華大學集成電路學院任天令團隊研發出混合模態語音識別和交互智能人工喉.中國教育在線.2023-03-09
清華研發人工喉幫患者發“聲”.清華大學.2023-11-14
漸凍人蔡磊全球首次試用可穿戴人工喉，清華大學研發.今日頭條.2023-11-14
清華研發可穿戴人工喉，幫助喉疾患者重獲新“聲”.北京日報客戶端-今日頭條.2023-03-09