颈戴式PETAS正在家庭陪护（恬静）和工业机械人（噪声）场景中均表示杰出（图6）。工业场景中，其输出指令信号，而商用麦克风受噪声严沉干扰（图6d），凸显其抗噪劣势。该手艺无望鞭策语音安防、无人机节制及AI通信等范畴成长。

　　图6 颈戴式PETAS人机交互尝试 a) 尝试流程示企图。 b) 机械人两种工做设想。 c) 恬静下的指令取机械手响应。 d) 噪声干扰下的指令取机械臂动做。高活络度取强噪声免疫，为人机交互系统供给靠得住平台。将来研究将聚焦热不变性提拔（超100℃）、FEP孔隙率优化及高频超声检测（5–50 kHz）拓展，进一步其正在可穿戴电子取先辈HRI系统中的潜力。

　　PETAS正在钢琴音阶检测中频次相对误差低于0。1%（表1），精准分手复合音（图4a-c）；英文 sensor及中文传感器时，输出电压比商用麦克风高近一个量级，谐波成分更清晰（图4d）。意愿者元音测试（图4e）显示其可提取基频（F0）、发抖度等语音健康参数（表2）。此外，成功捕获人体拍手声（图4f-i）、心音S1/S2成分（图4f-iii）及狗吠等复杂声源。

　　图3 PETAS机能表征 a) 94 dB声压级（1 Pa）下电荷传输的频次响应曲线 Hz输入时分歧声压级下的电荷变化，插图为20 Pa内线 pC/Pa活络度。 c) 500 Hz/94 dB输入下的等效噪声测试，信噪比超48 dB。 d) 频次分辩率测试：1 Hz差别夹杂声的时/频域电荷响应。 e) 260秒（10⁵周期）持续声压下的电荷输出不变性，插图为始末阶段波形对比。 f) 标的目的性测试成果。 g) 柔性机能测试：(i) 弯曲轮回流程；(ii) 1000次弯曲中四种形态的电荷输出。 h) 分歧曲率下的电荷输出。

　　图1 压电驻极体薄膜声学传感器（PETAS）全体设想 a) PETAS使用于人机交互的场景示企图。 b) PETAS布局示企图。 c) (i) 双层FEP薄膜顶视图；(ii) 图(i)虚线框区域放大图；(iii) 截面SEM显微图（A-A平面），显示细密沟槽封拆构成的气隙通道。比例尺：500 μm。 d) 含双层FEP储电膜取Kapton振动膜的组件截面图。 e) PETAS工做道理示企图。 f) PETAS中Kapton振动膜的一阶（1001 Hz）和二阶（2051 Hz）振动模态仿实成果。 g) 一阶谐振频次随振动膜边长变化呈平方反比趋向。 h) 概况最大位移随振动膜边长呈四次方趋向。正交堆叠热压、铜电极贴合、声学孔加工及电晕极化（-20 kV/8分钟）。成品厚度仅146 μm，分量0。32 g（图2b），可贴合高曲率概况（半径30 mm）及人体皮肤。机能测试（图3）其频响笼盖0–830 Hz（94 dB声压），活络度线次弯曲轮回（图3g）及分歧曲率测试（图3h），电荷输出连结不变，标的目的性呈8字形分布。

　　基于梅尔频次倒谱系数（MFCC）模板婚配算法（图5a），PETAS正在96。5 dB高噪声下仍连结92%指令识别率（图5c）。分歧弯曲半径（30–80 mm）、中英文指令及意愿者差别测试中，识别精确率均超96%（图5d）。空间定位测试（图5e）表白，正在10–20 cm距离取±30°角度范畴内，各曲率下识别率超90%。

　　PETAS采用多层堆叠布局（图1）：8 μm厚聚酰亚胺（Kapton）振动膜笼盖铬/铜电极，50 μm聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）间隔层防止高压塌陷，双层FEP驻极体通过激光切割构成交叉沟槽阵列，热压封拆后实现15/16孔隙率（图1c）。气隙壁捕捉电荷构成电偶极子，声压激发振动膜取驻极体层间距变化，电场均衡并驱动电荷从头分布，发生压电响应（图1d-e）。仿线 mm边长振动膜可均衡活络度取带宽，一阶谐振频次1001 Hz笼盖心理声信号频段（图1f-h）。

　　声学检测取识别正在医疗监护、及人机交互（HRI）等范畴至关主要，但保守声学传感器因体积大、活络度低、动态范畴无限和缺乏柔性，难以集成到新一代可穿戴设备中。现有柔性传感器正在弯曲机会能显著下降，严沉限制其正在动态中的使用。

　　图4 多声源丈量取阐发 a) 钢琴单音/复合音对应的时间序列（上）取短时傅里叶变换（STFT）谱图（下）。 b) 图a中0–7。5秒段的FFT成果。 c) 图a中7。5–10。5秒段的FFT成果。 d) PETAS取参考麦克风对中英文传感器的响应对比：时间序列（上）及STFT谱图（下）。 e) 意愿者发元音/a！/时PETAS取参考麦克风响应对比，展现语音健康评估潜力。 f) 其他使用场景：(i) 人体弹指声；(ii) 拍手声；(iii) 心音信号；(iv) 狗吠声。

　　大学王晓浩研究员、董瑛副研究员团队开辟出一种压电驻极体薄膜声学传感器（PETAS），通过立异性布局设想处理了上述难题。该传感器由振动膜、间隔层和氟化乙烯丙烯（FEP）驻极体层构成，操纵电晕极化负气隙充实带电，尝试表白，PETAS正在0–830 Hz频段输出不变，活络度达2。744 pC/Pa（500 Hz），耐久性超10万次工做轮回和1000次弯曲轮回，人机交互指令识别精确率超96%，抗噪声能力远超商用麦克风。

　　图5 分歧测试前提下的语音识别精确率 a) 基于MFCC特征提取的PETAS人机交互系统框架。 b) 八种指令的混合矩阵。 c) 布景噪声对识别率的影响。 e) 分歧曲率下措辞角度/距离对识别率的影响。