科罗拉多大学博尔德分校和西北大学的研究人员开发了一种微型，柔软且可穿戴的声学传感器，该传感器可测量人体的振动，从而使他们能够监测人体心脏健康并识别语音。CU Boulder助理教授Jae-Woong Jeong(三位主要研究作者之一)说，这种可伸展的装置可以捕获来自人体的生理声音信号，具有与人体皮肤非常匹配的物理特性，并且可以安装在人体的几乎任何表面上。该传感器类似于一个小创可贴，重量不到一百盎司，可以收集连续的生理数据。

电气，计算机和能源工程学系的Jeong说：“该设备的密度非常低，可用于日常生活中的心血管监测，语音识别和人机界面。” “它非常舒适和方便-您可以将它视为一个微型，可穿戴的听诊器。”

关于这个问题的论文在11月16日出版的科学进展，的姐杂志科学。另外两位通讯作者是西北大学的黄永刚教授和约翰·罗杰斯教授。

聆听身体

“这些先进的可穿戴设备的薄，柔软，类似皮肤的特性提供了独特的功能，可以“监听”身体重要器官(包括肺和心脏)的固有声音，这对持续监测生理健康具有重要意义，辛普森·奎里(Simpson Querrey)材料科学与工程，生物医学工程和神经外科专家教授说。罗杰斯(Rogers)也是西北生物集成电子中心的主任。

研究人员说，由于自然的生理活动，新设备可以吸收通过人体组织和液体传播的机械波，从而揭示出各个事件的特征性声学特征。它们包括心脏瓣膜的打开和关闭，声带的振动，甚至胃肠道的运动。

传感器还可以集成电极，这些电极可以记录可测量心脏电活动的心电图(ECG)信号以及可测量静止和收缩过程中肌肉电活动的肌电图(EMG)信号。

Jeong说，在将传感器连接到外部数据采集系统进行测试的同时，可以轻松地将其转换为无线设备。这样的传感器可以在偏僻，嘈杂的地方(包括战场)使用，产生安静，高质量的心脏病或语音信号，并可以在遥远的医疗机构实时读取。

Jeong说：“使用这些传感器的数据，远离病人的医院医生将能够做出快速，准确的诊断。”

与机器交谈

或平民也可以使用声带振动信号来控制机器人，车辆或无人机。他说，传感器的语音识别功能也对改善与语音障碍者的交流具有影响。

作为研究的一部分，该团队使用该设备在亚利桑那州图森市一家私人医疗诊所Camp Lowell Cardiology的一组老年志愿者中测量了心脏声学反应和ECG活动，包括检测心脏杂音。亚利桑那州的一个项目合作伙伴。Jeong说，研究人员还能够在相关的实验室实验中检测到血块的声学信号。

CU Boulder在《科学进展》论文上的其他研究合著者包括肖建良助理教授，机械工程博士生Zhanan Zou和电气工程博士生Raza Qazi。

研究的第一作者刘宇浩说，包裹微小装置的粘性，柔性聚合物具有足够的拉伸性，可以跟随皮肤变形。他获得博士学位并获得了伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的博士学位，目前在总部位于加利福尼亚州弗里蒙特的Lam Research工作。该设备包含一个微小的商用加速度计，用于测量人体声学的振动并允许汗液蒸发。

研究人员还显示，当设备处于喉咙时，声带振动会聚集起来，可用于控制视频游戏和其他机器。作为研究的一部分，测试对象能够通过声带振动来控制“吃豆人”游戏，例如“上”，“下”，“左”和“右”。

Jeong说：“虽然研究人员开发了其他皮肤电子设备，但以前没有证明的是我们的设备通过皮肤与身体的机械声耦合。” “我们的目标是使这种设备实用到足以在我们的日常生活中使用。”