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  口罩是一種常用且有效的醫學防護用品，佩戴口罩可以防止因打噴嚏、咳嗽、大聲說話等產生的飛沫噴濺，還可以減少空氣中顆粒物和刺激性氣體對呼吸道的刺激，因此可以有效預防各種呼吸道疾病的發生和傳染病的傳播。而自2019年底由新型冠狀病毒Covid-19引起的呼吸道傳染病出現以來，人們在將近三年的時間里一直生活在對新冠疫情的恐懼中，口罩更是因此成為人們日常的必需品。根據世界衛生組織的數據，截至2022年8月，全球有約6億確診病例，且已有600多萬人死于新冠。盡管世界范圍內已開始大規模接種疫苗，但新冠的威脅仍未解除，大多數科學家依舊預計在未來很長一段時間內病毒都不會完全消失。鑒于該病毒傳播的主要途徑是呼吸道飛沫，越來越多的證據已經表明，全體佩戴口罩對于預防此類傳染性呼吸道疾病至關重要。因此，戴口罩已經成為人們日常生活中的一種常態。而隨著口罩的普及，由此帶來的生活上的不便也逐漸浮現出來，其中一個方面是，口罩會對人聲造成衰減，特別是其高頻成分，從而導致語音的清晰度下降，同時也會影響與人聲有關的健康監測數據。另一方面，人體呼吸、咳嗽、語音等的日常監測對于呼吸道相關疾病的檢測和輔助診斷十分有意義。例如咳嗽作為一種常見的呼吸道疾病癥狀，其頻率、強度和發作時間都對診斷有重要作用，以往此類信息主要依靠患者的回憶和講述，存在不確定性，因此日常數據監測十分有必要。

  近期有研究探討利用對人體呼吸、咳嗽和語音的監測，結合人工智能（AI）的方法幫助區分出有呼吸類疾病（如哮喘，百日咳，支氣管炎）的患者，及新冠感染者。當前，科研人員主要通過手機軟件、網絡平臺向公眾征集所需的音頻（即呼吸、咳嗽和語音）樣本，用于構建人工智能模型、完善機器學習算法，以便發現患者的聲音特征。然而從衛生角度來看，在開放的表面咳嗽或說話可能導致疾病進一步傳播。另外，用傳統麥克風進行日常監測時會受到周圍環境噪音和其他人聲音的影響。因此，我們提出在口罩上集成自主研發的超薄海綿結構傳感器，利用口罩來監測人體的日常呼吸、咳嗽和語音，其具有可靠性高，私密性好，方便佩戴進行日常監測等優點。在佩戴口罩預防疾病傳播的同時，也避免了檢測過程中口罩對聲音的衰減以及周圍噪音的影響。采集到的信號通過人工智能技術進行進一步處理和分類，旨在通過佩戴智能口罩實現人體呼吸，咳嗽和語音監測進而輔助疾病的篩查和診斷。

圖1 基于海綿結構傳感器的集成智能口罩

圖2. 利用該集成的智能口罩監測人體呼吸，咳嗽和語音（“Robot”）

  原文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202203565