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5 Déc, 2022

Un capteur de pression faciale pourrait donner une voix aux sans-voix

Un capteur de pression faciale pourrait donner une voix aux sans-voix

Ce schéma illustre la manière dont les nanofibres de carbone sont disposées différemment dans les deux membranes superposées du capteur.

Bien qu’une certaine assistance soit disponible pour les personnes qui n’ont pas le pouvoir de la parole, communiquer verbalement avec d’autres personnes peut encore être un défi. Un nouveau capteur de pression porté sur le visage pourrait les aider, car il est capable de « lire » les mots prononcés en silence par le porteur.

Mis au point par l’université chinoise de Tsinghua, ce capteur flexible et extensible se présente sous la forme d’un mince substrat en élastomère sur lequel sont empilées deux membranes en nanofibre de carbone. Plusieurs de ces capteurs sont temporairement collés sur la peau autour des lèvres et de la mâchoire de l’utilisateur.

Les nanofibres d’une membrane sont alignées parallèlement les unes aux autres, ce qui leur permet d’être très sensibles aux plus petites vibrations de la peau sous-jacente. Cependant, les capteurs de contrainte qui intègrent uniquement des nanofibres disposées de cette manière ne sont généralement pas performants lorsqu’ils sont étirés de manière importante, car leur conductivité diminue en conséquence.

C’est pourquoi les nanofibres de carbone de l’autre membrane sont alignées de manière aléatoire. Bien qu’elles ne soient pas aussi sensibles que les nanofibres alignées en parallèle, elles fonctionnent toujours, même lorsque la membrane est étirée au maximum, car elles conservent leur conductivité.

Par conséquent, en combinant une sensibilité élevée et une large plage de fonctionnement, le capteur de Tsinghua est censé surpasser les dispositifs expérimentaux similaires.

Lors d’un exercice de validation du concept, plusieurs capteurs ont été appliqués sur le visage d’un volontaire, puis connectés à un micro-ordinateur Arduino et à un haut-parleur. Un algorithme basé sur l’apprentissage automatique et installé sur l’Arduino a pu identifier avec précision les différents sons phonétiques que le porteur prononçait en silence, sur la base de la tension produite par les mouvements de sa bouche. Ces sons ont ensuite été relayés synthétiquement par le haut-parleur.

Les capteurs ont également été capables de mesurer avec précision les expressions faciales, les mouvements des yeux et le pouls du sujet testé. Cela dit, la technologie doit encore être développée avant d’être adaptée à une utilisation quotidienne dans le monde réel.

« Nous allons élaborer des scénarios d’application du système de reconnaissance du langage des lèvres et améliorer le confort et la portabilité du dispositif », a déclaré le chercheur principal, Peng Bi. « Nous espérons qu’un tel dispositif portable pourra devenir une seconde bouche pour les personnes souffrant de lésions des cordes vocales, et atténuer l’effet de ce type de blessure sur la vie quotidienne d’une personne. »

Un article sur cette étude a récemment été publié dans la revue Nano Research.

L’équipe de Peng Bi n’est pas le seul groupe à développer des systèmes portables de lecture de la parole silencieuse. Le collier Speechin de l’université Cornell fait le travail grâce à une caméra orientée vers le haut, tandis que la technologie EarCommand de l’université de Buffalo (New York) utilise des oreillettes qui surveillent les déformations du conduit auditif.

https://link.springer.com/article/10.1007/s12274-022-5162-0

http://www.tup.tsinghua.edu.cn/en/index.html

https://www.eurekalert.org/news-releases/972673