科学家制造贴纸传感器可监测心率和识别语音

据《科学进展》杂志近日在线报道，美国研究人员开发出一种类似皮肤贴纸的柔性传感器，可监测心率和识别语音。该器件的潜在应用包括诊断病情、操纵机器人，以及在没有手柄的情况下玩电脑游戏等。

研究论文的主要作者、伊利诺伊大学厄巴纳—香槟分校材料科学家刘宇浩（音译）表示，与听诊器这种常见传感器相比，最新研发的新器件所使用的低功率商用微型机电系统（MEMS）加速度计，被包裹在具有黏性的弹性硅胶中，穿戴性很强。研究人员说，这些加速度计的振动频率被调谐到0.5赫兹到550赫兹范围内，这是人体重要器官发出的典型声音。可伸缩铜线则将这些加速度计与放大器、电阻和电容连接起来。

新器件类似于一个小的创可贴，只有20毫米厚，213.6毫克重，具有足够的灵活性和可伸展性，可穿戴在颈部这样的人体弯曲部位。硅胶材料则适宜人体汗液的蒸发。

在实验中，该器件可同时连续收集不同类型的声学信号数据，如心脏瓣膜的开合、流经颈动脉的血液脉冲、声带的振动以及胃肠道的蠕动等。在亚利桑那州的一个私人医疗诊所进行的老年志愿者测试中，新器件展现出可检出心脏杂音的能力。在商业化心室辅助装置试验中，该器件可帮助心脏泵血，传感器还可检出潜在的致命血块。

研究人员表示，将新器件放置在人的喉咙部位时，其可作为人机接口将命令发送至计算机，从而完成控制机器人、玩视频游戏等任务。例如，用户只需说出“上、下、左、右”就可控制吃豆人游戏，语音识别率可达90%。

新器件还包含可记录身体信号的电极，这些电极可帮助传感器监测心脏起搏器的运行情况。研究人员称，为了更加实用，拟将传感器的数据传输升级为无线方式。未来还可将器件的振动频率扩展到2000赫兹范围，使之能检获人类语音振动的全频率并用作一个麦克风。