在中國，每年有超過30萬人由于意外或者癌癥等疾病手術而失去聲音——這種人類最簡單最快速的通信交流方式。雖然目前有傳統人工喉可以使用，但除了成本大、消耗高，對于患者來說，也存在使用麻煩、體驗感差、發音模糊等問題。尤其是傳統人工喉的聲音是電子機器的聲音，在日常交流時不免顯得突兀冰冷。

因此，如果能實現高精度無創便攜式語音交互，無疑給眾多失聲患者點亮了一盞明燈。

清華大學集成電路學院任天令教授團隊第一次將被稱為“黑金”的石墨烯轉換成具有“收發一體”的可穿戴智能人工喉設備，團隊經過3次迭代，研發出體積更小及功能更多的集成“人工喉”。新一代石墨烯人工喉可以基本恢復患者的語言交流能力，識別一名喉切除術患者模糊說出的日常詞匯，準確率超過90%。甚至不同頻率的耳語，尖叫和咳嗽都可以被該設備記錄，編碼，并進行分類，“解碼”出不同種類的聾啞人“語言”，經過訓練后，有望實現“吟詩作唱”的夢想。

這種膜片通過導線與一個僅2平方厘米大小的微控制器相連，后者可以放在口袋里，配有一個紐扣大小的電池，簡單又便捷。

當佩戴者低吟時，石墨烯人工喉會感知喉嚨的振動狀態，提取關鍵聲學特征，通過人工智能模型進行音頻信號處理，來合成流暢、自然的語音，實現了動作發聲系統。

新一代石墨烯人工喉器件設計和性能表征

“這是一款能夠讀懂人，代替人表達的一個智能芯片系統，” 任天令介紹，“也意味著一種新的交互方式。”

石墨烯人工喉科研團隊秉承清華人的使命，懷著“努力為社會多作貢獻”的初心與情懷，一步一個腳印，實現了石墨烯人工喉從“0到1”的突破，輻射更多聲音障礙者和語音交互的用戶。

此項原創性研究性成果是我國在智能器件領域的重要創新。面向世界科技前沿、面向國家社會需求、面向人民生命健康，率先研發石墨烯人工喉聲學器件，率先實現可穿戴人工喉技術跨越發展。

談及未來應用，任天令表示，多年的研究工作積累讓“人工喉”的產品化、量產化很有機會實現，并根據不同需求情況，多領域、多學科深度合作，形成更高層面的智能系統。目前，該器件正在與聲紋識別、機器學習等技術結合，之后將在語音識別、家庭醫療等領域具有廣闊前景。“這在技術上已沒有難以逾越的障礙。”任天令微笑表示。