中山大学周建华/乔彦聪团队、清华大学任天令团队 CEJ:肌电图 - 应变传感协同智能人工喉
2022-06-28 来源:高分子科技
6月22日,中山大学生物医学工程学院周建华教授/乔彦聪助理教授团队,清华大学集成电路学院任天令教授团队在纳米材料领域重要期刊《Chemical Engineering Journal》上发表了题为Electromyogram-Strain Synergetic Intelligent Artificial Throat的研究论文,通过充分发挥金纳米织物优异的导电性、机械性能、热导率、皮肤保形性等一系列性能,实现了纳米织物式生理电极、应变传感器、声源器件,通过三者配合实现了声音收发一体的人工喉,结合协同神经网络算法用于高准率识别喉部震动,该工作有望协助聋哑人和喉部切除患者重建发声能力。
图1. 肌电图-应变协同纳米织物人工喉示意图。
图2. 各种图形化纳米织物及其与皮肤良好的保形性。
图3. 金纳米织物声源的发声特性与声压场仿真。
图4. 金/聚氨酯纳米织物应变传感器性能与仿真结果。
图5. 基于金纳米织物生理电极测量的肌电图与心电图信号。
图6. 肌电图-应变协同算法及其性能。
为了实现喉部震动信号的高准确率分类,周建华/乔彦聪团队与任天令团队开发了肌电图-应变协同算法,算法包含一维ResNet残差神经网络作为肌电图分析部分,两层卷积神经网络作为应变分析部分,并最终将两者进行拼接输入全连接层。将纳米织物所监测的喉部震动应变信号与肌电图信号输入协同算法,分类准确率高达98.9%。
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(责任编辑:xu)
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