Ausländische Forscher entwickeln tragbaren Vibrationssensor für Spracherkennung

Als aufstrebende interdisziplinäre Technologie hat die Spracherkennungstechnologie nach fast zwei Jahrzehnten erhebliche Fortschritte gemacht und ist bereits auf dem kommerziellen Markt eingetreten. Einmal wurde prognostiziert, dass die Spracherkennung innerhalb von zehn Jahren in allen Bereichen des Alltags wie Haushaltsgeräten, Kommunikation, Medizin und Haushaltsdienste eintreten wird. Vor allem jetzt ist die Spracherkennung stärker in unser Leben integriert, wie sie auf den heute weit verbreiteten Smartphones zu sehen sind.

Aufgrund der Hindernisse und anderer Geräusche in der Umgebung ist die Leistung der Spracherkennung jedoch immer etwas instabil und manchmal sogar falsch erkannt, da das Mikrofon im Handy allgemein verwendet wird, um eine Stimme zu erkennen. Ein Mikrofon, einfach gesagt, ist ein Energieumwandlungsgerät, das Tonsignale in elektrische Signale umwandelt. Die ersten Mikrofone wurden durch Widerstände zur akustischen Umwandlung entwickelt, später zur akustischen Umwandlung durch Induktion oder Kondensator. Da sie durch die Wahrnehmung von Schwingungen in der Luft arbeiten, haben sie alle einen gemeinsamen Nachteil und sind anfällig für Umgebungslärm.

Laut dem Netzwerk von Sensorexperten hat eine jüngste Studie im Ausland dieses Problem erfolgreich gelöst. Forscher der POSTECH haben einen flexiblen und tragbaren Vibrationsreaktionssensor entwickelt, der die Stimme des Benutzers genau erkennt. Wenn der Sensor an den Hals angeschlossen ist, erkennt er den Klang durch die Vibrationen der Haut des Halses und ist nicht von Umgebungsgeräuschen oder der Lautstärke beeinflusst.

Diese Sensoren, die an der Haut befestigt werden können, erkennen und erkennen menschliche Stimmen, indem sie die Vibrationen der Halshaut untersuchen, die durch mehrere Parameter wie Geschwindigkeit, Verschiebung und Beschleunigung gemessen werden können.

Herkömmliche Schwingungssensoren erkennen Schall durch Luftschwingungen und reduzieren die Empfindlichkeit aufgrund der mechanischen Resonanz und Dämpfungseffekte. Daher können sie den Klang nicht quantitativ messen. Hindernisse wie Umweltgeräusche oder Masken beeinträchtigen daher die Genauigkeit ihrer Spracherkennung und können nicht für die Sicherheitsertifizierung verwendet werden.

In dieser Studie zeigte das Team, dass der Schalldruck in einem direkten Verhältnis zu der Beschleunigung der Schwingung der Nackenhaut auf verschiedenen Schalldruckstufen lag, im Bereich von 40 bis 70 dB SPL (Schalldruckstufe). Die Forscher haben diesen neuen tragbaren Vibrationssensor entwickelt, der die Schwingungen der Haut beschleunigt. Die Vorrichtung besteht aus einer ultradünnen Polymerfolie und einer Membran mit kleinen Löchern. Es kann den Klang quantitativ wahrnehmen, indem es die Beschleunigung der Hautvibrationen misst. In einer erfolgreichen Demonstration erkannten tragbare Sensoren die Sprache genau, auch in lauten Umgebungen, ohne Vibrationsverzerrungen, und die Lautstärke war sehr niedrig, wenn eine Maske getragen wurde.

Die Forschung kann weiter auf eine Vielzahl von Spracherkennungsanwendungen wie elektronische Haut, Mensch-Computer-Schnittstellen und tragbare Sprachgesundheitsüberwachungsgeräte ausgeweitet werden.

Die Forscher erklärten in ihrem Interview die Bedeutung dieser Studie. "Diese Forschung ist sehr sinnvoll, da sie ein neues Spracherkennungssystem entwickelt hat, das die Sprache quantitativ wahrnehmen und analysieren kann, ohne die Umgebung zu beeinflussen. Es ist ein Schritt weiter von einem herkömmlichen Spracherkennungssystem, das nur die Sprachqualität erkennt ". Die Forschung wurde vom Center for Advanced Soft Electronics im Rahmen des Frontier Research Programms des koreanischen Ministeriums für Wissenschaft und IKT unterstützt.