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亦真亦幻 AI讓虛擬世界“觸手可感”( 二 )

小知識(shí)科普應(yīng)用觸覺虛擬觸覺皮膚


日前 ， 英國曼徹斯特大學(xué)與北京他山科技有限公司共同成立人工智能觸覺傳感聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室 ， 計(jì)劃研發(fā)一款人工智能觸覺芯片及通用解決方案 。 “基于脈沖神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)架構(gòu) ， 研發(fā)電容觸感技術(shù) ， 將之應(yīng)用到人工智能機(jī)器人的皮膚上 ， 尤其是手和腳上 ， 采用優(yōu)于目前通用的深度學(xué)習(xí)算法 ， 提取更為抽象的特征數(shù)據(jù) ， 使得AI可以快速實(shí)時(shí)作出決策 ， 從而使機(jī)器人獲得與人類接近的觸覺感知 ， 打通服務(wù)類機(jī)器人商業(yè)應(yīng)用的瓶頸 。 ”他山科技公司總經(jīng)理孫滕諶介紹說 。
譚茗洲表示 ， 加上人工智能算法的觸覺感知技術(shù) ， 與機(jī)器人結(jié)合 ， 通過大數(shù)據(jù)收集信息 ， 讓模擬現(xiàn)實(shí)的感受更真實(shí) 。 這種技術(shù)理論上非常有前景 ， 有望開發(fā)出虛擬智能觸摸系統(tǒng) ， 實(shí)現(xiàn)從手勢(shì)到壓觸的全智能感應(yīng) ， 讓AI擁有觸覺、滑覺、壓覺、濕覺、力矩覺等功能；同時(shí)還能研發(fā)出多種觸覺功能 ， 讓AI能感知物體的溫度和重量等 。
具有廣闊應(yīng)用前景
“先期的觸感技術(shù)開發(fā)體現(xiàn)于觸覺反饋手套 ， 能夠感受到‘手中’的虛擬物體 ， 大多應(yīng)用在電子游戲中 ， 創(chuàng)造真實(shí)的觸覺感受 ， 而在人機(jī)交互中增加觸覺技術(shù) ， 能夠加強(qiáng)人們對(duì)機(jī)器的控制 ， 將會(huì)有更為廣闊的應(yīng)用 ， 大大促進(jìn)遠(yuǎn)程制造、醫(yī)療、教育、購物等方面的發(fā)展 。 ”譚茗洲指出 。
據(jù)介紹 ， 目前機(jī)器手主要應(yīng)用在工業(yè)環(huán)境 。 一般來說 ， 工業(yè)機(jī)器人手部設(shè)計(jì)常見的有兩類 ， 最廣泛的是“抓手” ， 由兩三個(gè)金屬制成的夾具組成 ， 用于夾取物體；另一種則是特殊手部 ， 像吸盤、磁吸裝置 ， 實(shí)現(xiàn)特定物體的抓取 ， 如在生產(chǎn)流水線上夾取零件 ， 或在倉庫、工廠里用吸盤吸住貨箱來搬貨 。
在常見的微創(chuàng)手術(shù)中 ， 由于切口實(shí)在是太小 ， 外科醫(yī)生都恨不得拿放大鏡盯著看 。 2016年澳大利亞迪肯大學(xué)和哈佛大學(xué)專為腹腔鏡手術(shù)聯(lián)手打造一款微創(chuàng)手術(shù)機(jī)器人HeroSurg ， 讓醫(yī)生在遠(yuǎn)程手術(shù)中獲得觸覺 。 大量研究表明 ， 給手術(shù)機(jī)器人添加觸覺反饋能提高手術(shù)精準(zhǔn)度 ， 減少組織損傷和手術(shù)時(shí)長 。 觸覺反饋還可以讓醫(yī)生在VR手術(shù)中進(jìn)行零風(fēng)險(xiǎn)訓(xùn)練 ， 同時(shí)體驗(yàn)到實(shí)際切割和縫合的感覺 。
穿戴式觸覺設(shè)備可以通過震動(dòng)和用戶交流 。 神經(jīng)科學(xué)家大衛(wèi)·伊格曼團(tuán)隊(duì)開發(fā)一種帶有32個(gè)震動(dòng)電機(jī)的背心——VEST 。 這種背心曾在科幻劇《西部世界》中出現(xiàn)過 ， 能幫助角色發(fā)現(xiàn)正在接近的敵人 。
目前 ， 穿戴式觸覺設(shè)備最有前景的應(yīng)用之一是把聲音轉(zhuǎn)化為觸覺 ， 使聽障人士更容易理解口語 。 同樣 ， 各類視覺信息也能轉(zhuǎn)化為震動(dòng) ， 供盲人理解視覺世界 。
觸覺式遠(yuǎn)程機(jī)器人則能實(shí)現(xiàn)安全的人機(jī)交互 。 這種技術(shù)結(jié)合高清視頻、音頻和交互式組件 ， 在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建一種獨(dú)特的“面對(duì)面”體驗(yàn) 。 卡爾伯森實(shí)驗(yàn)室正在開發(fā)一種“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)觸覺”設(shè)備 ， 能逼真模擬物體表面的粗糙度、硬度和光滑度 。 這種模擬并不依賴于復(fù)雜的算法和物理模型 ， 只需收集物體劃過各種表面材料時(shí)的數(shù)據(jù) 。 如當(dāng)用筆劃過屏幕時(shí) ， 屏幕上就能獲得相應(yīng)的反饋——不同反饋對(duì)應(yīng)不同的紋理 。 未來其可應(yīng)用于在線購物和虛擬博物館 。

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