前沿技術 科學家發明新型振動感測器 語音識別精確度大幅提高

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語音識別是一門新興的交叉學科。經過最近二十年的發展，語音識別技術已經取得了顯著進步，早已進入商用市場。曾經有人做出預計，10年之內語音識別技術將進入日常生活中的各個領域，比如家電，通信，醫療和家庭服務等等。

語音識別技術曾被認為是二十世紀偉大的計算機發展事件之一，也是過去十年中信息技術領域的十大重要的技術之一。語音識別技術涉及的領域十分廣闊，包括模式識別、信號處理、概率論和資訊理論、人工智慧等等。

大家應該都有所感覺，近幾年來語音識別已經走進我們的生活，現在廣泛普及的智能手機中都能看到它們的身影。但是，由於周圍環境中存在的障礙物和其他雜訊，語音識別的表現總是有些不穩定，有時甚至會發生錯誤識別，這是因為手機中檢測聲音普遍使用的是麥克風。

麥克風，簡單的說它是一種將聲音信號轉換為電信號的能量轉換器件。最初的麥克風是通過電阻進行聲電轉換，後來發展為通過電感或電容進行聲電轉換。因為它們通過感知空氣中的振動進行工作，因此它們都有一個共同的缺點，容易受到環境雜訊的影響。

最近，浦項科技大學（POSTECH）的研究人員成功的開發出一種靈活且可穿戴的振動響應感測器，它可準確識別用戶的聲音。當它連接到頸部時，感測器可以通過頸部皮膚的振動精確地識別聲音，從而可以不受環境雜訊或聲音音量的影響。

這種可以附著在皮膚上的感測器通過檢測頸部皮膚的振動來識別佩戴者的聲音，頸部皮膚振動可以通過幾個參數來測量，包括速度，位移和加速度。

傳統的振動感測器（麥克風）通過空氣振動識別聲音，並且由於機械共振和阻尼效應靈敏度降低，因此它們無法定量測量聲音。環境聲音或聲音傳播路徑上的障礙物都會影響其語音識別的準確性，尤其不能用於安全認證類型的應用。

研究人員介紹說，在40至70 dB SPL（聲壓級）的不同聲壓級別下，聲壓與頸部皮膚振動加速度成正比。研究人員正是利用皮膚振動的加速度開發了這種新型的可穿戴振動感測器。

新型感測器由超薄聚合物薄膜和帶有小孔的隔膜組成。它可以通過測量皮膚振動的加速度來定量地感知聲音。在一次演示中，在實驗者佩戴口罩和說話聲音很小的情況下，新型感測器仍能從嘈雜的環境中準確識別語音，同時沒有出現振動失真。

研究團隊下一步計劃將研究範圍擴展到各種語音識別應用，比如電子皮膚，人機界面，可穿戴式聲樂健康監測設備等等。

新型感測器的研究非常有意義，以它為基礎可以開發新的語音識別系統，定量地感知和分析語音的同時不受周圍環境的影響。它從傳統的，只能定性地識別聲音的語音識別系統向前邁出了一步。

總結：語音識別是一門新興的交叉學科，是二十世紀偉大的計算機發展事件之一，也是過去十年中信息技術領域的十大重要的技術之一；傳統的麥克風感受空氣振動，容易受到環境雜訊的影響；新型感測器通過測量皮膚振動的加速度來定量地感知聲音，準確度更高。

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