3月30日，澎湃新聞從清華大學獲悉，在清華大學集成電路學院實驗室內，任天令教授團隊第一次將被稱為「黑金」的石墨烯，轉換成具有「收發一體」的可穿戴智能人工喉設備——「石墨烯人工喉」。這枚硬幣大小的石墨烯片，能幫助語言障礙者重獲新「聲」。
該成果已發表在《自然》（Nature）人工智慧子刊《自然·機器智能》（Nature Machine Intelligence）上。
使用智能可穿戴人工喉進行無聲語音交互。 清華大學 圖
石墨烯是從石墨材料中剝離出來、由碳原子組成的只有一層原子厚度的二維晶體，具有極高的電子遷移率、優秀的機械強度、優秀的導熱性，對低頻的肌肉運動、中頻食管振動和高頻聲波信息有很高的靈敏度，同時也具有抗噪聲的語音感知能力。
2017年，任天令團隊創新性地提出了一種基於石墨烯的收發同體的集成聲學器件：利用壓阻效應來接收信號，並基於熱聲效應發射聲音，從而巧妙地實現了單器件的聲音收發同體。在器件製備工藝上，採用獨特的雷射直寫技術，能夠直接將成本低廉的大面積聚醯亞胺薄膜快速轉化為圖形化的多孔石墨烯材料。
石墨烯智能人工喉一方面具有高熱導率和低熱容率，能夠通過熱聲效應發出100Hz-40kHz的寬頻譜聲音；另一方面能夠分辨低吟、尖叫、咳嗽、吞咽、點頭等動作，並將這種「無含義聲音」轉換為頻率、強度可控的聲音，這帶來了聲學器件的「全新革命」。
已經過數次更迭的新一代石墨烯人工喉，可以基本恢復患者的語言交流能力，識別一名喉切除術患者模糊說出的日常詞彙，準確率超過90%。甚至不同頻率的耳語，尖叫和咳嗽都可以被該設備記錄，編碼，並進行分類，「解碼」出不同種類的聾啞人「語言」，經過訓練後，有望實現「吟詩作唱」的夢想。
加上其具有體積小、操作簡單便捷的特點，未來失聲者有望把這種「喉嚨」穿戴在身上。
任天令表示，這是一款能夠讀懂人，代替人表達的一個智能晶片系統，也意味著一種新的交互方式。此項原創性研究性成果是我國在智能器件領域的重要創新。目前，該器件正在與聲紋識別、機器學習等技術結合，之後將在語音識別、家庭醫療等領域具有廣闊前景。