噴塗智慧皮膚用AI理解手部任務

美國斯坦福大學開發的一種新智慧皮膚可能預示著有一天人們可在隱形鍵盤上打字，僅靠觸摸來識別物體，或者允許用戶在沉浸式環境中通過手勢與應用程式交流。

近日在《自然·電子學》雜誌上發表在的一篇論文中，研究人員描述了一種新型的可拉伸生物相容性材料，這種材料可像防曬噴霧一樣噴灑在手背上，並在此整合了一個微型電子網路，它可感知皮膚伸展和彎曲，通過使用人工智慧（AI），研究人員可根據手部動作和手勢解釋無數的日常任務。研究人員表示，它可能在遊戲、體育、遠端醫療和機器人等領域具有廣泛的應用和影響。

這種噴塗智慧皮膚的方法在形式上足夠精簡，在功能上也足夠靈活，基本適用於任何用戶。目前的技術需要多個感測器組件來讀取手指的每個關節，這使它們十分笨重。這款新設備對軟體採取了更精簡的方法，可實現更快地學習。這種精確度可能是虛擬現實應用程式中的關鍵，可傳達精細的動作以獲得更逼真的體驗。

這項研究的創新是一種嵌入聚氨酯中的可噴塗電敏網狀網路，這種網狀物具有電活性、生物相容性、透氣性，除非用肥皂和水擦拭，否則不會脫落。它與佩戴它的人的手指皺紋緊密貼合。一個輕量級的藍芽模組只需連接到網格上，就可無線傳輸信號變化。

這項研究的資深作者、斯坦福大學化學工程教授鮑哲南解釋説，當手指彎曲和扭曲時，網狀物中的奈米線被擠壓在一起，並被拉伸，改變了網狀物的電導率。這些變化可被測量和分析，以準確告知手、手指或關節是如何移動的。

該設備的噴霧特性允許它符合任何大小或形狀的手，但也開啟了該設備可適應面部以捕捉微妙情感線索的可能性。這可能會促成電腦動畫的新方法，或導致出現具有更逼真面部表情的虛擬化身會議。

此外，機器學習發揮了主要作用。電腦監測電導率的變化模式，並將這些變化映射到特定的物理任務和手勢。例如，在鍵盤上輸入一個X，演算法就會從電導率的變化模式中學習識別這項任務。一旦對演算法進行了適當的訓練，就不再需要物理鍵盤。

研究人員建立了一個原型，可通過觸摸識別簡單的物體，甚至可在隱形的鍵盤上進行預測性雙手打字。該演算法能夠輸入莎士比亞的“沒有比誠實更豐富的遺産”，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”。

總編輯圈點

這很像電影裏常用的動作捕捉技術，即對運動物體進行跟蹤後，再交由電腦或機器學習處理成圖像。人們熟悉的《阿凡達》和《指環王》裏的咕嚕，全過程都是用動作捕捉完成的。不過，動作捕捉還只是獲取關鍵部位在三維空間的坐標數據，而本文的研究，卻創新的用一種噴塗法，將需要捕捉的部位全覆蓋。不但更為精細，還能在多元的動態識別領域發揮更大價值。