由材料科学与工程系 Keon Jae Lee 教授领导的 KAIST 研究小组开发了一种仿生柔性压电声传感器,该传感器具有模仿人类耳蜗基底膜的多谐振超薄压电膜。灵活的声学传感器已经小型化,可以嵌入到智能手机中,第一个商业原型已准备好进行准确和远距离的语音检测。
2018 年,Lee 教授提出了柔性压电声学传感器的第一个概念,其灵感来自于人类可以使用具有 20,000 个毛细胞的多谐振梯形膜准确检测远距离声音的事实。然而,以前的声学传感器由于设备尺寸大,无法集成到智能手机和人工智能扬声器等商业产品中。
在这项工作中,研究团队通过采用高灵敏度的超薄压电膜制造了一种移动大小的声学传感器。仿真研究证明,无机压电薄膜下方的超薄聚合物可以扩大谐振带宽,使用七个通道覆盖整个语音频率范围。基于这一理论,研究团队成功展示了安装在商用智能手机和人工智能扬声器中的小型化声学传感器,用于基于机器学习的生物识别认证和语音处理。(请参阅说明影片KAIST 柔性压电移动声学传感器)。
与传统的单通道电容式麦克风相比,谐振移动声学传感器具有卓越的灵敏度和多通道信号,并且以少量的语音训练数据显示出高度准确和远距离的说话人识别。与 MEMS 电容器设备相比,说话人识别的错误率显着降低了 56%(使用 150 个训练数据集)和 75%(使用 2,800 个训练数据集)。
李教授说:“最近,谷歌一直在瞄准‘金刚狼计划’,将远距离语音与多用户分离,用于下一代人工智能用户界面。我希望我们具有丰富语音信息的多通道共振声学传感器最适合这种应用。目前,量产过程即将完成,所以我们希望这将很快在我们的日常生活中使用。”
李教授还成立了一家名为 Fronics Inc.的初创公司,位于韩国和(分公司),将这种灵活的声学传感器商业化,并正在寻求与全球人工智能公司的合作。