新智能皮膚！噴涂智能皮膚用AI理解手部任務
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美國斯坦福大學開發的一種新智能皮膚可能表明，有一天，人們可以在隱形鍵盤上打字，只通過觸摸識別物體，或者允許用戶在沉浸式環境中通過手勢與應用程序進行交流。
在最近發表在《自然·電子學》上的一篇論文中，研究人員描述了一種新型的可拉伸生物相容性材料，它可以像防曬噴霧一樣噴灑在手背上，并且這里集成了一個微型電子網絡。它可以感知皮膚的拉伸和彎曲。通過使用人工智能（AI），研究人員可以根據手的動作和手勢來解釋無數的日常任務。研究人員表示，它可能在游戲、體育、遠程醫療和機器人領域具有廣泛的應用和影響。
噴霧傳感系統由印刷的生物兼容納米網組成，這些納米網直接連接到無線藍牙模塊，并通過“元學習”進一步訓練。
資料來源：斯坦福大學
這種噴灑智能皮膚的方法在形式上足夠簡單，在功能上也足夠靈活，基本上適用于任何用戶。目前的技術需要多個傳感器組件來讀取手指的每個關節，這使得它們非常笨重。這一新設備采用了更精簡的軟件方法，實現了更快的學習。這種準確性可能是虛擬現實應用中的關鍵，它可以傳遞精細的運動以獲得更真實的體驗。
這項研究的創新之處是在聚氨酯中嵌入可噴涂電敏網狀網絡，該網狀物具有電活性、生物相容性和滲透性，除非用肥皂和水擦拭，否則不會脫落。它與佩戴者手指的皺紋緊密貼合。一個輕量級的藍牙模塊只需要連接到電網就可以無線傳輸信號變化。
該研究的資深作者、斯坦福大學化學工程教授鮑哲南解釋說，當手指彎曲和扭曲時，網格中的納米線被擠壓在一起并拉伸，從而改變了網格的導電性。這些變化可以被測量和分析，以準確地知道手、手指或關節是如何運動的。
該設備的噴霧特性允許它適合任何大小或形狀的手，但也為該設備適應面部以捕捉微妙的情感線索提供了可能性。這可能會導致計算機動畫或虛擬化身會議的新方法，具有更真實的面部表情。
此外，機器學習也起著重要作用。計算機監控電導率的變化模式，并將這些變化映射到特定的物理任務和姿勢。例如，在鍵盤上輸入一個X，算法將學會從電導率的變化模式中識別該任務。一旦算法得到適當訓練，就不再需要物理鍵盤。
研究人員已經建立了一個可以通過觸摸識別簡單物體的原型，甚至可以在隱形鍵盤上進行預測性的雙手打字。該算法能夠輸入莎士比亞的“沒有比誠實更豐富的遺產”，以及威廉·埃內斯特·亨利《不可征服》中的“我是我命運的主宰，我是我靈魂的船長”。
總結
這與電影中常用的運動捕捉技術非常相似，即在跟蹤運動物體后，它會被計算機或機器學習處理成圖像。人們熟悉的《阿凡達》和《指環王》里的咕嚕，全過程都是用動作捕捉完成的。然而，運動捕捉只是為了獲得三維空間中關鍵部分的坐標數據。然而，本文的研究創新性地使用噴霧方法來覆蓋所有需要捕獲的部分。不但更為精細，還能在多元的動態識別領域發揮更大價值。
