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11月13日，肌萎缩侧索硬化症患者蔡雷成为全球首位可穿戴式人工喉试用用户。 他久违的声音再次出现，让人兴奋不已。
京东集团前财务副总裁蔡雷于2019年被诊断出患有ALS。不过，蔡雷并没有放弃。 他寻求科学家的支持，建立了数据库，并设立了数亿元人民币的基金来促进该疾病的药物研发。 为冻伤患者提供支持。 13日，当蔡雷戴着人工喉咙听到自己过去的声音时，他感叹道：「这是一个激动人心的时刻，哇，这很正常！」
这款可穿戴式智能人工喉咙由清华大学集成电路学院任天岭教授及其合作团队研发。 这是世界上同类产品中的首创。 硬币大小的石墨烯片可以帮助有语言障碍的人重新获得新的「声音」。
据悉，我国每年有超过30万人因癌症等疾病发生事故或手术而失声。 传统的人工喉造价昂贵。 对于患者来说，还存在使用麻烦、体验差、发音模糊等问题。 第二次迭代后的石墨烯智能「人工喉咙」在设备灵活可附着、声音收发系统、运动监测系统集成、轻量化可穿戴等方面取得了重大突破，实现了声音从输入到输出的闭环。
今天，派派先生就带大家回顾一下我国人工喉的发展历史，向那些奋战在医学研究第一线的医生和科学家致敬。
该国第一个人工喉在这里发出声音
1958年秋，在山东医学院附属医院（现山东大学齐鲁医院）耳鼻喉科的一间普通病房里，一位病人高兴得热泪盈眶，手舞足蹈：「我会说话了，我可以讲。」 ！」这位患者患了喉癌，喉部被彻底切除，成了「半哑巴」。这天，他戴着一个小仪器，又能够说话了。
25岁的年轻医生杨仁忠也泪流满面。 这个小器械就是中国人工喉（第一种管式），由杨任重研制成功。 因此，杨任重也被誉为「中国人工喉之父」、「中国言语康复医学先驱」。
中国第一型人工喉的诞生并不简单。 杨任重从祖国医学、科学文献中查找资料，读到【梦溪笔谈】，其中记载「世间以竹、木、牙骨之类为哨子，置人咽喉中吹之」。使人说话，称为口哨。」 这段叙述给了他很大的启发，他通过解剖小动物尸体的喉咙标本来探索发声器官的结构和功能。
他与他的同伴一起发现了一种将气流输送到口腔中的特殊方法，从而制作出巧妙的弯曲管并设计了独特的咬合架。 两者的结合成为中国人工喉的雏形。
练习、失败、再练习、再失败，终于第一型中国人工喉诞生了，填补了我国医疗领域的空白。
升级版人工喉咙能闻香味
第一种人工喉咙有很多缺点，需要改进。 「我们一定要解除病人的痛苦，为祖国争光。」 杨任重始终牢记这一信念，他和人工喉研究团队不断努力完善。
1971年，中国的人工喉咙实现了进一步的创新：以高分子材料为主体，配备有利于呼吸的系统，解决了调动鼻腔功能的问题，让人们闻到香味。 这也是中国人工喉咙相比国外人工喉咙的最大优势之一。
1977年，中国的人工喉咙在世界众多国家中脱颖而出，荣获国际金奖。 但杨任重本人对此并不满意。 「这对病人来说既不方便又不雅观，而且他的声音永远不如他自己的好。」
随后，杨任重带领团队发明了我国新型电子人工喉、电子助听器等更先进的设备。
杨任重发明的中华人工喉等系列言语康复设施，使国内外3000多名失去说话能力的「哑巴」重新开口说话，并接待了100多个国家的访问学者和地区。
清华大学研发出可穿戴人工喉咙
将硬币大小的石墨烯片贴在靠近喉咙的脖子上，可以帮助患有发声困难的人获得新的「声音」。 2023年3月，清华大学研发团队首次将石墨烯转化为收发一体的可穿戴智能人工喉装置。
任天岭教授及其团队研发的石墨烯智能人工喉，一方面可以通过热声效应发出一定频率的声音；另一方面可以通过热声效应发出特定频率的声音。 另一方面，它可以区分呻吟、尖叫、咳嗽、吞咽、点头等动作，并将这种「无意义的声音」转换为频率和强度可控的声音。
经过多次迭代，新一代石墨烯人工喉可以识别喉切除患者所说的模糊的日常用语，识别准确率超过90%，可以基本恢复患者的语言交流能力。 而经过训练，有望实现「吟诗作画」的梦想。
任天灵表示，这是一个智能芯片系统，可以理解人、替换人的表情，这也意味着一种新的交互方式。 目前，该设备正在与声纹识别、机器学习等技术相结合，在语音识别、家庭医疗等领域将具有广阔的前景。
未来你可能会和猫、狗、鸟「聊天」
清华大学微纳电子学系博士生陶露琪表示：「利用‘人工喉’的方法，可以将动物的语言转化为人类能够听懂的语言，反之亦然。」参与了这项研究。 可以理解自己的宠物（例如猫或狗）的想法，并与各种鸟类‘聊天’，这意味着人类可能能够与整个动物世界对话。」
对此，任天灵表示同意。 未来，「人工喉」将有两种应用形式。 一种是植入人体，当然比较麻烦； 另一种是以可穿戴的形式出现在人体之外，比如现在的像透明膏药一样贴在喉咙上。 零件内部有信息处理系统，也可以通过有线或无线的方式与其他外围电子系统连接。 这种形式更加真实。
他指出，石墨烯应用研究是一门交叉学科。 目前，「人工喉」已有基础版本。 未来可以与深度学习结合，根据不同需求实现个性化、精准解码，进而利用其他学科的知识和技术，形成更高层次的智能系统。 下一步是将其小型化，制成一个小型无线贴片，可以像女人最喜欢的耳环或项链吊坠一样大，并且易于携带。
他强调，经过多年相关研究工作的积累，「人工喉咙」商业化的机会很大，而且这不存在难以克服的技术障碍。 未来，只要创新研究、工程和产业之间有更紧密的联系与合作，就会加速这一研发成果的实际应用进程。
（参考资料：北京广播电视台、东方卫视、光明日报、科技日报、北京日报、清华大学微信公众号、海报新闻等）
话题主持人| 记者 郑宗敏
来源 | 羊城晚报•羊城学校
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