Capteur acoustique résonant biomimétique détectant avec précision les voix lointaines pour arriver sur le marché

Capteur acoustique résonant biomimétique détectant avec précision les voix lointaines pour arriver sur le marché

Figure : (a) Illustration schématique du capteur acoustique piézoélectrique mobile flexible inspiré de la membrane basilaire (b) Biométrie vocale en temps réel basée sur des algorithmes d’apprentissage automatique (c) Première production commerciale au monde d’un capteur acoustique de taille mobile. Crédit : Institut coréen avancé des sciences et de la technologie (KAIST)

Une équipe de recherche KAIST dirigée par le professeur Keon Jae Lee du Département de science et génie des matériaux a développé un capteur acoustique piézoélectrique flexible bioinspiré avec une membrane piézoélectrique ultrafine multirésonante imitant la membrane basilaire de la cochlée humaine. Le capteur acoustique flexible a été miniaturisé pour être intégré dans les smartphones et le premier prototype commercial est prêt pour une détection vocale précise et lointaine.

En 2018, le professeur Lee a présenté le premier concept de capteur acoustique piézoélectrique flexible, inspiré du fait que les humains peuvent détecter avec précision les voix lointaines à l’aide d’une membrane trapézoïdale multirésonante avec 20 000 cellules ciliées. Cependant, les capteurs acoustiques précédents ne pouvaient pas être intégrés dans des produits commerciaux tels que les smartphones et les haut-parleurs AI en raison de leur grande taille.

Dans ce travail, l’équipe de recherche a fabriqué un capteur acoustique de taille mobile en adoptant des membranes piézoélectriques ultrafines à haute sensibilité. Des études de simulation ont prouvé que le polymère ultramince sous le film mince piézoélectrique inorganique peut élargir la bande passante de résonance pour couvrir toute la gamme de fréquences vocales en utilisant sept canaux. Sur la base de cette théorie, l’équipe de recherche a démontré avec succès le capteur acoustique miniaturisé monté dans les smartphones commerciaux et les haut-parleurs IA pour l’authentification biométrique et le traitement de la voix basés sur l’apprentissage automatique. (Veuillez vous référer au film explicatif KAIST Flexible Piezoelectric Mobile Acoustic Sensor).






Crédit : Institut coréen avancé des sciences et de la technologie (KAIST)

Le capteur acoustique mobile résonnant a une sensibilité supérieure et des signaux multicanaux par rapport aux microphones à condensateur conventionnels avec un seul canal, et il a montré une identification très précise et éloignée du locuteur avec une petite quantité de données d’entraînement vocal. Le taux d’erreur d’identification du locuteur a été considérablement réduit de 56 % (avec 150 ensembles de données d’entraînement) et de 75 % (avec 2 800 ensembles de données d’entraînement) par rapport à celui d’un dispositif à condensateur MEMS.

Le professeur Lee a déclaré : « Récemment, Google a ciblé le « Projet Wolverine » sur la séparation de la voix à distance des multi-utilisateurs pour les interfaces utilisateur d’IA de prochaine génération. Je pense que notre capteur acoustique résonant multicanal avec des informations vocales abondantes est le meilleur choix pour cette application. Actuellement, le processus de production de masse est sur le point d’être achevé, nous espérons donc qu’il sera très bientôt utilisé dans notre vie quotidienne. »

Le professeur Lee a également créé une start-up appelée Fronics Inc., située à la fois en Corée et aux États-Unis (succursale) pour commercialiser ce capteur acoustique flexible et recherche des collaborations avec des sociétés mondiales d’IA.

Ces résultats de recherche, intitulés « Biomimetic and Flexible Piezoelectric Mobile Acoustic Sensors with Multi-Resonant Ultrathin Structures for Machine Learning Biometrics », ont été publiés dans Avancées scientifiques en 2021 (7, eabe5683).


Capteurs acoustiques piézoélectriques flexibles pour la reconnaissance du locuteur


Plus d’information:
Hee Seung Wang et al, Capteurs acoustiques mobiles piézoélectriques biomimétiques et flexibles avec des structures ultraminces multirésonantes pour la biométrie d’apprentissage automatique, Avancées scientifiques (2021). DOI : 10.1126/sciadv.abe5683

Fourni par le Korea Advanced Institute of Science and Technology (KAIST)

Citation: Capteur acoustique résonant biomimétique détectant avec précision les voix lointaines pour arriver sur le marché (2021, 14 juin) récupéré le 14 juin 2021 sur https://techxplore.com/news/2021-06-biomimetic-resonant-acoustic-sensor-far- distant.html

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