智能口罩以機(jī)器/深度學(xué)習(xí)方法，配合適用於寬頻帶寬兼具高靈敏度的聲波傳感器，在識(shí)別呼吸系統(tǒng)疾病方面開(kāi)創(chuàng)了嶄新的領(lǐng)域，更可應(yīng)用在語(yǔ)音交互工具上。這種超輕量、可穿戴的技術(shù)，更具備潛力發(fā)展，應(yīng)用於日常生活裡長(zhǎng)期及系統(tǒng)性的呼吸健康監(jiān)測(cè)，以改善個(gè)人健康和公共衛(wèi)生。

這項(xiàng)以智能口罩檢測(cè)與區(qū)分多重呼吸音的研究，由城大機(jī)械工程學(xué)系講座教授李文榮教授、電腦科學(xué)系汪建平教授，及生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)系副教授于欣格博士共同領(lǐng)導(dǎo)。香港大學(xué)中醫(yī)藥學(xué)院沈劍剛教授的團(tuán)隊(duì)亦對(duì)此研究作出重要貢獻(xiàn)。相關(guān)論文已在期刊《先進(jìn)科學(xué)》發(fā)表，標(biāo)題為〈Wide-bandwidth nanocomposite-sensor integrated smart mask for tracking multiphase respiratory activities〉。

李教授續(xù)說(shuō)：「這個(gè)智能口罩采用了我們自行研發(fā)、高敏感度、柔性、寬帶寬聲波傳感器，能夠檢測(cè)和記錄人體每日的呼吸活動(dòng)，例如呼吸、咳嗽和說(shuō)話，數(shù)據(jù)會(huì)傳送至雲(yún)端儲(chǔ)存。」

研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的智能口罩有一個(gè)厚度僅400微米的海綿結(jié)構(gòu)，其以碳納米管／聚二甲基矽氧烷（CNT/PDMS）納米復(fù)合材料為原料，以團(tuán)隊(duì)全新改良的犧牲層釋放技術(shù)（sacrificial-release technique）製成。這超薄輕巧的傳感器無(wú)論結(jié)合硬身口罩或可變形的不織布口罩，應(yīng)用均證實(shí)有效。

研究計(jì)劃早前招募31人，採(cǎi)集他們佩戴智能口罩時(shí)呼吸活動(dòng)的數(shù)據(jù)。研究發(fā)現(xiàn)聲波傳感器在靜態(tài)與動(dòng)態(tài)壓力測(cè)量範(fàn)圍均高度靈敏。除了在27.9帕斯卡至2.5千帕靜態(tài)壓力測(cè)量範(fàn)圍內(nèi)表現(xiàn)良好外，傳感器也對(duì)人體聲音所產(chǎn)生的高頻動(dòng)態(tài)壓力，即聲音諧波聲能高達(dá)4000赫茲，具有高敏感度。此外，傳感器也能夠感應(yīng)空氣定向流動(dòng)和振動(dòng)。這些結(jié)果反映只要把傳感器與商用的聚碳酸酯口罩結(jié)合成智能口罩，可以檢測(cè)人體的呼吸活動(dòng)，並區(qū)分三種普遍的呼吸功能：呼吸、咳嗽和說(shuō)話。

汪教授說(shuō)：「先進(jìn)的人工智能技術(shù)使口罩能夠自動(dòng)識(shí)別不同的咳嗽和呼吸模式，這表示它在將來(lái)或可用於診斷呼吸系統(tǒng)疾病。」李教授補(bǔ)充說(shuō)：「目前，研究人員使用商用傳感器去偵測(cè)溫度變化及氣流，以數(shù)算咳嗽次數(shù)，但他們無(wú)從得知人聲中包含的重要生理資訊。我們研發(fā)的智能口罩對(duì)細(xì)微的氣壓和高頻振動(dòng)都很敏感，可以檢測(cè)到咳嗽的三個(gè)階段。」