Các nhà nghiên cứu nước ngoài phát triển cảm biến rung có thể đeo được để nhận dạng giọng nói

Là một môn học giao thoa mới nổi, công nghệ nhận dạng giọng nói đã đạt được những tiến bộ đáng kể sau gần hai thập kỷ phát triển và từ lâu đã bước vào thị trường thương mại. Người ta đã dự đoán rằng trong vòng 10 năm tới, công nghệ nhận dạng giọng nói sẽ đi vào các lĩnh vực khác nhau của cuộc sống hàng ngày, chẳng hạn như thiết bị gia dụng, thông tin liên lạc, chăm sóc sức khỏe và dịch vụ gia đình. Đặc biệt là bây giờ, nhận dạng giọng nói đã hòa nhập hơn vào cuộc sống của chúng ta, như điện thoại thông minh phổ biến rộng rãi hiện nay đều có thể nhìn thấy bóng dáng của chúng.

Tuy nhiên, hiệu suất nhận dạng giọng nói luôn có phần không ổn định do các chướng ngại vật và tiếng ồn khác tồn tại trong môi trường xung quanh, và đôi khi thậm chí nhận dạng sai xảy ra, đó là do micrô thường được sử dụng để phát hiện âm thanh trong điện thoại. Micro, nói một cách đơn giản, là một thiết bị chuyển đổi năng lượng chuyển đổi tín hiệu âm thanh thành tín hiệu điện. Microphone đầu tiên là chuyển đổi âm thanh-điện thông qua điện trở, sau đó phát triển thành chuyển đổi âm thanh-điện thông qua điện cảm hoặc điện dung. Bởi vì chúng hoạt động bằng cách cảm nhận rung động trong không khí, tất cả chúng đều có một nhược điểm chung là dễ bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn xung quanh.

Theo báo cáo của mạng chuyên gia cảm biến, gần đây một kết quả nghiên cứu ở nước ngoài đã giải quyết thành công vấn đề nan giải này. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Pohang (POSTECH) đã thành công trong việc phát triển một cảm biến phản ứng rung linh hoạt và có thể đeo được để nhận dạng chính xác giọng nói của người dùng. Khi gắn vào cổ, cảm biến có thể nhận ra âm thanh thông qua sự rung động của da cổ và không bị ảnh hưởng bởi tiếng ồn xung quanh hoặc âm lượng âm thanh.

Những cảm biến gắn vào da này phát hiện và nhận ra giọng nói của một người bằng cách kiểm tra rung động da cổ có thể được đo bằng một số thông số bao gồm tốc độ, dịch chuyển và gia tốc.

Cảm biến rung thông thường nhận ra âm thanh thông qua rung động không khí và giảm độ nhạy do cộng hưởng cơ học và hiệu ứng giảm xóc. Do đó, họ không thể đo lường âm thanh một cách định lượng. Do đó, các chướng ngại vật như âm thanh xung quanh hoặc mặt nạ có thể ảnh hưởng đến độ chính xác của nhận dạng giọng nói và không thể được sử dụng để xác thực an toàn.

Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đã chứng minh rằng áp suất âm thanh tỷ lệ thuận với gia tốc rung động của da cổ ở các mức áp suất âm thanh khác nhau, dao động từ 40 đến 70 dB SPL (mức áp suất âm thanh). Các nhà nghiên cứu đã phát triển cảm biến rung động đeo được mới này, sử dụng độ rung của da để tăng tốc. Thiết bị bao gồm một màng polymer siêu mỏng và một màng ngăn với các lỗ nhỏ. Nó có thể định lượng cảm nhận âm thanh bằng cách đo gia tốc rung động của da. Trong một cuộc trình diễn thành công, cảm biến đeo có thể xác định chính xác lời nói ngay cả trong môi trường ồn ào mà không bị biến dạng rung và âm lượng rất thấp khi đeo mặt nạ.

Nghiên cứu có thể được mở rộng hơn nữa cho các ứng dụng nhận dạng giọng nói khác nhau, chẳng hạn như da điện tử, giao diện người-máy, thiết bị theo dõi sức khỏe thanh nhạc có thể đeo được.

Các nhà nghiên cứu giải thích ý nghĩa của nghiên cứu trong cuộc phỏng vấn của ông. "Nghiên cứu này rất có ý nghĩa đến nỗi nó đã phát triển một hệ thống nhận dạng giọng nói mới có thể nhận biết và phân tích giọng nói một cách định lượng, không bị ảnh hưởng bởi môi trường xung quanh. Nó đã tiến một bước từ hệ thống nhận dạng giọng nói truyền thống chỉ có thể nhận ra chất lượng giọng nói". Nghiên cứu được hỗ trợ bởi Trung tâm Điện tử mềm tiên tiến thuộc Chương trình Nghiên cứu Tiên tiến của Bộ Khoa học và Công nghệ Thông tin Hàn Quốc.