MIT 可穿戴新作!AI 襪子掌控人類行動,機器人戴上護腕不再「觸覺盲」

作者 | 發布日期 2021 年 04 月 12 日 8:45 | 分類 AI 人工智慧 , 尖端科技 , 科技趣聞 Telegram share ! follow us in feedly


從懷錶到手錶,再到智慧手錶,既有時代變遷之下的需求導向,也是可穿戴技術顯著發展的結果。

起初廠商們多以「腕錶+手機=智慧手錶」的思路設計智慧手錶,經過幾十年發展,智慧手錶形態上更為簡約輕便,功能上也越來越豐富,不僅限於為手機做輔助,也逐漸有了監測運動、睡眠、壓力、血氧飽和度、心率等數據的功能。

然而還是有兩個問題:

  • 對於沒有佩戴手錶習慣的群體,哪些可穿戴產品適合運動時佩戴?
  • 在不整合大量高精度感測器的前提下,可穿戴產品如何能很好地監測運動、獲取反饋數據?

對此,MIT 給出了一個解決方案——我們必不可少的衣物可以說是最好的可穿戴設備,因此可以利用特殊纖維設計衣物,穿戴後可通過接觸使用者身體感知其動作,完成數據反饋。

前不久,相關研究成果發表於 Nature 子刊 Nature Electronics,題為《Learning human–environment interactions using conformal tactile textiles(使用適形觸覺紡織品學習人類與環境的互動)》。

論文作者來自於 MIT 電腦科學與人工智慧實驗室(CSAIL)、微系統技術實驗室及電子工程與電腦科學系。

「適形觸覺紡織品」長啥樣?

論文標題裡的「適形觸覺紡織品」可以有哪些形式,MIT 在一段影片裡進行了展示。

它可以是一雙襪子:

(Source:影片截圖,下同)

可以是一副手套:

一件背心:

準確地來講,MIT 團隊設計的是一個基於紡織品的觸覺學習平台,可以用來記錄、監測和學習人與環境的互動。

利用機器學習進行感測校正

那麼,MIT 團隊具體是如何設計這種新型可穿戴產品的呢?

論文介紹,「適形觸覺紡織品」的原材料中包含了一種價格低廉的壓阻纖維(此外亦有常規的紡織纖維)。

(Source:Neture

經由機器編制,就可以形成任意的三維幾何形狀,這一過程完全由機器自動完成。

(Source:影片截圖,下同)

在此基礎上,研究團隊得到了一個大型觸覺數據集,超過 100 萬個觸覺框架,包含人與環境的多種互動以及與機器學習技術相結合的各種應用。

通過數據收集,研究團隊開發了一個自主監督數據修正範本來規範響應。

研究團隊利用下圖中這只「校準手套」作為一種靈活的「尺度」,用以糾正形狀更為複雜的、面積更大的「觸覺紡織品」。

數據表明,這種由 AI 驅動的感測紡織品可以對包括坐姿、動作在內的多種與環境的互動進行分類。僅通過數據,即可恢復動態全身姿態,從而分析環境空間訊息、發現生物力學特徵。

如下圖所示,不論是抬腿、平地走路,還是彎腰、轉身、上下樓梯等動作,系統都能做出穩定預測。

值得一提的是,這種可穿戴神器還可用於機器人——研究團隊針對一款機器手臂的形狀設計了合適大小的織物,發現機器手臂給出了高解析度的觸覺反饋。

對此,論文通訊作者 Wan Shou 表示:

想像一下,機器人不再是觸覺盲,它們有「皮膚」,可以像我們人類一樣提供觸覺感知。

研究團隊表示,這種設計可在人機互動(HCI)方面成為更多應用的輸入介面,或可用於運動和康復訓練。

(本文由 雷鋒網 授權轉載;首圖來源:影片截圖)

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