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“人工智能手套”讓機(jī)器人有了觸感

小知識(shí)機(jī)器人科普觸覺(jué)薄膜深度學(xué)習(xí)

【“人工智能手套”讓機(jī)器人有了觸感】

“人工智能手套”讓機(jī)器人有了觸感



根據(jù)英國(guó)《自然》雜志30日發(fā)表的一項(xiàng)工程學(xué)論文 ， 美國(guó)麻省理工學(xué)院團(tuán)隊(duì)報(bào)告研發(fā)出一種裝配了傳感器的“人工智能手套” ， 可以學(xué)習(xí)識(shí)別單個(gè)物體、估算重量和應(yīng)用觸覺(jué)反饋 。 這一成果有助于未來(lái)設(shè)計(jì)假體、機(jī)械工具和人機(jī)交互系統(tǒng) 。
人類(lèi)能夠以適當(dāng)?shù)牧Χ茸ノ蘸透惺芪矬w ， 但是這種感覺(jué)反饋卻很難在機(jī)器人身上實(shí)現(xiàn) 。 近年來(lái) ， 基于計(jì)算機(jī)視覺(jué)的抓握策略 ， 在新興機(jī)器學(xué)習(xí)工具的幫助下 ， 取得了長(zhǎng)足進(jìn)步 ， 但是目前依然缺少依賴(lài)于觸覺(jué)信息的平臺(tái) 。
此次 ， 麻省理工學(xué)院科學(xué)家薩博拉馬伊安·桑德拉姆及其同事 ， 設(shè)計(jì)了一種實(shí)用且簡(jiǎn)易廉價(jià)的可伸縮觸覺(jué)手套 ， 其僅需10美元 ， 手套上面布置了548個(gè)傳感器和64個(gè)導(dǎo)電線(xiàn)電極 。
這種觸覺(jué)手套相當(dāng)于由一張力敏薄膜和導(dǎo)電線(xiàn)網(wǎng)絡(luò)組成的傳感器陣列 。 電極與薄膜之間的每一個(gè)重合點(diǎn)都對(duì)垂直力敏感 ， 并會(huì)記錄通過(guò)薄膜的電阻 。 研究人員帶上手套單手操控物體 ， 由此記錄了一個(gè)大規(guī)模的觸覺(jué)圖譜數(shù)據(jù)集 。 數(shù)據(jù)集包含手指區(qū)域的空間關(guān)聯(lián)和對(duì)應(yīng) ， 它們代表了人類(lèi)抓握的觸覺(jué)特征 。
研究團(tuán)隊(duì)使用手套 ， 單手與26個(gè)物體進(jìn)行互動(dòng) ， 時(shí)間超過(guò)5個(gè)小時(shí) ， 并錄下了觸覺(jué)視頻 。 之后 ， 他們利用記錄下來(lái)的數(shù)據(jù)訓(xùn)練一種深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)來(lái)識(shí)別這些圖片 ， 發(fā)現(xiàn)該深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)能夠通過(guò)持握方式鑒定出不同的物體 。
這一技術(shù)的未來(lái)應(yīng)用將非常廣泛 ， 譬如可用于機(jī)器人手術(shù) 。 這一領(lǐng)域此前最大的局限之一就是機(jī)器人缺乏人類(lèi)外科醫(yī)生操作的“手感” ， 增加了手術(shù)的不確定性和風(fēng)險(xiǎn)性 ， 但通過(guò)力觸覺(jué)反饋機(jī)制 ， 可以讓手術(shù)機(jī)器人將觸覺(jué)實(shí)時(shí)傳遞給主刀醫(yī)生以及處理器 ， 進(jìn)一步將人工智能醫(yī)療精準(zhǔn)化 。
總編輯圈點(diǎn)
當(dāng)你輕輕拿起一顆雞蛋 ， 既不會(huì)用力過(guò)度捏爆它 ， 也不會(huì)力道過(guò)輕把它摔地上 ， 這種人類(lèi)與生俱來(lái)的本領(lǐng) ， 對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō)卻是個(gè)大挑戰(zhàn) 。 觸覺(jué)并非簡(jiǎn)單的系統(tǒng) ， 我們隨隨便便一個(gè)抓取動(dòng)作 ， 可以組合運(yùn)用到各種感知能力 ， 但對(duì)機(jī)器人來(lái)說(shuō) ， 再多的算法疊加 ， 它仍然如同盲人摸象 。 現(xiàn)在 ， 深度學(xué)習(xí)賦予了機(jī)器人更好的觸覺(jué)表現(xiàn) ， 開(kāi)始讓低等的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為高等的信息 ， 或許不久的未來(lái) ， 機(jī)器人將能真正擁有皮膚一般的感知功能 。

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