ساخت حسگری که تشخیص صدا را ساده‌تر می‌کند

با کمک مواد گرافنی، حسگری ساخته شده که می‌تواند برای تشخیص صدا در ادوات رابط انسان و ماشین استفاده شود.

کد خبر: ۱۰۳۷۴۵۶

دوشنبه - ۲۵ مهر ۱۴۰۱ / October 17, 2022

به گزارش گروه دانشگاه خبرگزاری دانشجو، با کمک مواد گرافنی، حسگری ساخته شده که می‌تواند برای تشخیص صدا در ادوات رابط انسان و ماشین استفاده شود.

این نانوحسگر الکترومیوگرافی دو کاناله برای جمع‌آوری همزمان دو سیگنال به منظور کاربرد‌های تشخیص صدا ساخته شده است.

این حسگر نانویی بعد از ۱۰ میلیون آزمایش، تکرارپذیری قابل توجهی داشته، به گونه‌ای که عملکرد ترکیبی الکترود‌های گرافن الکترومیوگرافی و حسگر‌های گرافن منجر به دقت ۹۵.۸۵ درصد در مجموعه داده ۷۱ کلمه‌ای و ۱۰۰ درصدی در مجموعه داده رقمی شده است. علاوه بر این، حسگر‌های گرافن توسعه‌یافته در این مطالعه مقاومت بسیار خوبی در برابر نویز با دقت بیش از ۹۵ درصد نشان دادند. از این رو مطالعه حاضر کارایی کانال‌های زیستی دوگانه را در بهبود عملکرد تشخیص گفتار تأیید می‌کند.

با این حال، چندین موقعیت منحصر به فرد، استفاده از سیستم‌های تشخیص گفتار خودکار را دشوار می‌کند. به عنوان مثال، انتقال صدا در محیط‌های با صدای بلند یا شرایط ناخوشایند، مانند بحث‌های خصوصی یا مسائل گفتاری، به شدت توسط نویز خارجی مختل می‌شود و سیگنال‌های صوتی ممکن است آنقدر ضعیف باشند که شنیده نشوند.

سیگنال‌های الکتروکورتیکوگرافی (ECoG)، الکترومیوگرافی، الکتروانسفالوگرافی (EEG) و فعالیت مفصلی در تشخیص گفتار استفاده شده است. به دلیل نسبت سیگنال به نویز پایین (SNR) به دست آوردن نرخ شناسایی بالا برای داده‌های EEG چالش برانگیز است. در حالی که به دست آوردن شناسایی بهتر با سیگنال‌های ECoG امکان‌پذیر است، این روش نیاز به قرار دادن الکترود‌هایی داخل جمجمه‌ای دارد.

تشخیص گفتار بی صدا بر اساس سیگنال‌های الکترومیوگرافی می‌تواند به دقت بیشتری دست یابد. با این حال، دقت بهتر مستلزم نصب ۸ الکترود بر روی پوست انسان است و در نتیجه قابلیت پوشیدن آن را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهد.

بنابراین، محققان مکانیسم تولید گفتار را تجزیه و تحلیل کرده‌اند و از یک سیستم تشخیص گفتار مبتنی بر کانال زیستی دوگانه برای درک دقت استفاده کرده‌اند.

الکترود‌های گرافن در مطالعه حاضر امپدانس پوست کمتری نسبت به الکترود‌های تجاری داشته است. در مقابل، حسگر‌های گرافنی حتی پس از ۱۰ میلیون چرخه آزمایش، تکرارپذیری عالی را نشان دادند.