Профессор Килвон Чо и доктор Сиен Ли с кафедры химической инженерии вместе с профессором Вонкью Муном и доктором Джунсу Кимом с кафедры машиностроения в POSTECH разработали микрофон, который улавливает звук путем применения полимерных материалов к микроэлектромеханическим системам (МЭМС).

Недавно разработанный микрофон демонстрирует более широкое слуховое поле, чем человеческие уши, в то время как его можно легко прикрепить к коже при удивительно малых и тонких размерах. Это академическое достижение было недавно представлено в виде статьи на внутренней стороне задней обложки в Передовые материалы, международный журнал по материалам.

Обычные микрофоны на основе MEMS, используемые в сотовых телефонах, устройствах Bluetooth и других устройствах, состоят из тонких, маленьких и сложных мембранных структур. Однако, поскольку он изготовлен из жесткого и хрупкого кремния, трудно согнуть диафрагму или микрофон по желанию, и это влияет на способность устройства распознавать звук.

Исследовательская группа преодолела это ограничение, создав микрофонную структуру на основе MEMS с использованием полимерных материалов, которые являются более гибкими, чем кремний, и могут быть выполнены в любой форме. Размер устройства составляет четверть ногтя, а его толщина составляет всего несколько сотен микрометров (мкм, 1 мкм = одна миллионная метра). Микрофон может быть прикреплен к большим участкам поверхности тела или даже на пальце, как будто это настоящая человеческая кожа.

Согласно исследованию, слуховая чувствительность микрофона выше, чем у человеческих ушей, при этом он распознает окружающие звуки и голос пользователя без искажений. Кроме того, он может обнаруживать как громкие звуки более 85 децибел, диапазон, который вызывает повреждение слуха, так и низкочастотные звуки, которые люди не могут слышать.

Качество распознавания голоса сравнимо с сотовыми телефонами или студийными микрофонами. Когда акустический датчик на коже был подключен к коммерческой программе голосового помощника (Google Assistant), пользователь мог легко искать, переводить и управлять устройствами.

Новый акустический датчик потенциально может быть использован в носимых устройствах распознавания голоса для Интернета вещей (IoT) и человеко-машинных интерфейсов. Исследовательская группа планирует создать слуховую электронную кожу, интегрировав ее с прикрепляемыми к коже датчиками давления и температуры, гибкими дисплеями и другими.

Это исследование было поддержано Национальным исследовательским фондом Кореи и Корейским институтом оценки промышленных технологий (KEIT).