一副“無限手套”的誕生 548個傳感器人機(jī)合一

無限手套不只滅霸擁有，不遠(yuǎn)的將來你也可能會得到，只是它沒有6顆寶石，卻有548個傳感器加持。更吸引人的是，這副手套的材料成本只有10美元，也就是不超過70元。5月29日，《自然》發(fā)表的研究描述了一種裝配了傳感器的手套，它可以學(xué)會識別單個物體、估算重量和應(yīng)用觸覺反饋。

圖 | 手套掌心，黑色的傳感裝置連接到了黃色針織手套上

更軟，更靈敏

人類能夠以適當(dāng)?shù)牧Χ茸ノ蘸透惺芪矬w。但是這種觸覺反饋很難在機(jī)器人身上實現(xiàn)。近年來，基于計算機(jī)視覺的抓握策略在新興機(jī)器學(xué)習(xí)工具的幫助下，取得了長足進(jìn)步，但是對觸覺這一個重要感知模態(tài)的使用仍然是欠缺的。
目前已有的類似手套傳感器裝置造價高達(dá)數(shù)千美元，并且只有50個傳感器來收集信息。來自麻省理工學(xué)院計算機(jī)科學(xué)與人工智能實驗室的Subramanian Sundaram及同事設(shè)計了一種簡易廉價（成本只有10美元）的可伸縮觸覺手套，上面布置了548個傳感器和64個導(dǎo)電線電極。
該傳感器陣列由一張力敏薄膜和導(dǎo)電線網(wǎng)絡(luò)組成。電極與薄膜之間的每一個重合點都對垂直力敏感，并會記錄通過薄膜的電阻。研究人員帶上手套單手操控物體，由此記錄下了一個大規(guī)模的觸覺圖譜數(shù)據(jù)集。數(shù)據(jù)集包含手指區(qū)域的空間關(guān)聯(lián)和對應(yīng)，它們代表了人類抓握的觸覺特征。

圖 | 手套有548個傳感器覆蓋，連接到定制的針織手套

圖 | b: 548個傳感器的分布，壓阻式傳感器陣列通過層壓簡單材料制造。c: 每個傳感器元件通過顯示電阻的變化來響應(yīng)壓力

圖 | 抓握萬用表來估計重量（3倍播放速度）
研究人員使用手套，單手與26種物體進(jìn)行互動，包括汽水罐、剪刀、網(wǎng)球、勺子、筆和杯子等等，時間超過5個小時，并錄下了觸覺視頻。之后，他們利用記錄下來的數(shù)據(jù)訓(xùn)練一種深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)來識別這些圖片，發(fā)現(xiàn)該深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)能夠通過持握方式鑒定出不同的物體，還能估計出物體重量，這些都無需視覺輸入。在這26種物體的試驗中，這個系統(tǒng)識別準(zhǔn)確率高達(dá)76％，還可以估測60克內(nèi)的大多數(shù)物體的重量。研究者稱，這種策略或有助于未來設(shè)計假體、機(jī)械工具和人機(jī)交互。