新兴可穿戴声学传感技术 | Advanced Science 综述

2025.01.03. 重庆大学研究团队在《Advanced Science》（IF=14.3）上发表综述型文章 “ Emerging Wearable Acoustic Sensing Technologies ”， 综述了 可穿戴声学传感技术 ，涵盖其传感机制、材料、结构设计及在多领域的应用，探讨了当前面临的挑战并对未来研究方向提出展望。该技术在医疗健康和人机交互等领域具有重要应用价值，有望推动个性化医疗发展。

1. 声学设备的工作机制和架构

通过超声波进行手势识别

人造喉咙声传感器

2. 生物声学信号检测

体内机械声学监测： 可通过监测人体器官工作产生的声学信号评估健康状况，现有多种监测方法且各有利弊。微机电和微纳制造技术推动了相关监测设备发展。

通过声传感器进行手势识别： 超声信号可用于手势识别，有基于飞行时间和肌肉变化两种识别方式，相关研究成果不断涌现。

语音识别： 柔性声学传感器在语音识别方面有优势，仿生听觉传感器也取得进展，语音数据和算法对识别准确性很重要。

人造喉咙声传感器 ： 为喉部疾病患者提供发声解决方案，多种新型人工喉不断研发，面临提高语音质量、改善佩戴性和降低成本等挑战。

无声语音： 分为接触式和非接触式识别，接触式识别面临灵活性、功耗和灵敏度等挑战，相关研究正在推进。

仿生声学传感器： 受生物启发研发的仿生声学传感器在多方面取得成果，展现出独特性能和应用潜力。

用于体内可植入装置的超声能量供应

用于 体内通信的超声传感器

通过超声刺激植入神经治疗和记录装置

超声 加速伤口愈合

3. 超声能量供应与通信

植入式设备的能量供应： 超声用于植入式设备能量供应，多种能量收集装置被开发，但在能量收集效率、传输效率和材料降解等方面存在挑战。

超声通信： 超声信号用于植入式设备通信，能解决其他通信方式的一些问题，但需考虑信号传输方向等因素，相关研究不断改进通信技术。

神经刺激和记录： 超声可用于神经刺激和记录，多种相关设备和技术不断涌现，但仍需解决一些技术难题。

加速伤口愈合： 超声在伤口愈合方面有应用价值，多种超声辅助伤口治疗的设备和方法被研究开发。

超声辅助药物递送： 超声辅助药物递送可提高药物疗效，多种相关技术和设备不断发展，有望替代传统给药方式。