注意看|鲍哲南团队开发新型智能皮肤,可准确识别手部动作

注意看 , 这人的面前没有键盘 。
但他在桌上做出打字动作后 , 电脑屏幕上就出现了对应的字母:
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△亚克力板只印刷了键位 , 不发出信号
这个神奇的“虚空打字”能力 , 来自一款智能皮肤 。
与其他材料不同 , 它可以像喷雾一样被附着在手上 , 其中的微型电子网络可以感知皮肤的变形情况 。
不止是凭空打字 , 有了它甚至能通过触摸3D物体感知形状、以及用电脑识别手语 。
如果将它喷到脸上 , 还可以识别人脸面部表情 , 在元宇宙里做个有表情的人指日可待了(doge)
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这款智能皮肤来自斯坦福鲍哲南团队、韩国建国大学、首尔大学和KAIST , 目前已经登上NatureElectronics 。
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所以它究竟是如何识别手势的?超薄皮肤如何识别手指信号?
先来看看这块皮肤是如何基于“超薄材料”收集手指信号的 。
整体来看 , 它由一个无线信号收发模块和一块纳米级网状网络组成 。
其中 , 无线模块用于收集并传输从人类手上感知到的皮肤变形状态 , 当人类的手指皮肤因为拉伸产生变形时 , 相应部位就会改变网络导电能力(电导率) , 从而成功传递手部运动信号 。
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至于纳米级网络的“网线” , 则由一个“金包银”的结构制成 , 即银线外面镀金 。
这样既能保证强大拉伸能力 , 又可以抵抗反复的摩擦力 , 同时还能确保一定的透气性和生物相容性(降低过敏概率) 。
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将智能皮肤喷涂到手上 , 只需要将手伸进一个特殊的“印刷机”里:
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在那之后 , 就是用AI算法来识别不同的手部信号、并判断它具体在做什么动作了 。
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论文基于对比学习开发了一种AI算法 , 可以区分不同的未标记运动信号 。
然而 , 虽然皮肤喷涂能很好地适应不同大小的手 , 但对于AI算法来说可不是这样 。
一方面 , 目前针对智能皮肤收集的AI数据有限 , 用来训练远远不够;另一方面 , 由于不同人手部差异较大 , 即使AI模型成功学习 , 运用到不同手上也会出现差异性的效果 。
如何解决这一问题?不同大小的手怎么适应?
作者们想到用元学习的方式 , 基于少量数据快速让AI算法适应不同大小的手 。
首先 , 基于已有的传感器信号数据进行无监督学习 , 让模型掌握基本识别能力 。
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随后收集任意用户击打9宫格数字的少镜头标注数据集 , 快速训练模型学会识别对应的动作 , 相当于给不同的人定制专属模型 。
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这样的思路还能被用在适应更多其他任务上 。
不止是输入9宫格数字 , 类似的预测还能被用在双手键盘输入上 。
如果给两只手都印上智能皮肤 , 这样用户连续输入句子时 , 预测的字母就会出现在界面上 。
据一作KyunKyuKim介绍 , 如果能将这类智能皮肤进一步推广到脸上 , 还能更精准、高效低成本地识别用户表情 。 作者介绍