用來研究人工智能的主要物質(zhì)基礎以及能夠?qū)崿F(xiàn)人工智能技術(shù)平臺的機器就是計算機，人工智能的發(fā)展歷史是和計算機科學技術(shù)的發(fā)展史聯(lián)系在一起的。除了計算機科學以外，人工智能還涉及信息論、控制論、自動化、仿生學、生物學、心理學、數(shù)理邏輯、語言學、醫(yī)學和哲學等多門學科。人工智能學科研究的主要內(nèi)容包括：知識表示、自動推理和搜索方法、機器學習和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計算機視覺、智能機器人、自動程序設計等方面。
斯坦福大學開發(fā)的一種新的智能皮膚可能預示著有一天人們可以在隱形鍵盤上打字，僅通過觸摸來識別物體，或者允許用戶在沉浸式環(huán)境中通過手勢與應用程序進行交流。
在Nature Electronics雜志剛剛發(fā)表的一篇論文中，研究人員描述了一種新型可拉伸生物相容性材料，它可以噴在手背上，就像防曬噴霧一樣。網(wǎng)格中集成了一個微型電子網(wǎng)絡，可以感知皮膚的拉伸和彎曲，并且使用人工智能，研究人員可以根據(jù)手部動作和手勢解釋無數(shù)的日常任務。研究人員表示，它可能在游戲、體育、遠程醫(yī)療和機器人技術(shù)等廣泛領域產(chǎn)生應用和影響。
到目前為止，已經(jīng)積極探索了幾種有前途的方法，例如使用腕帶或可穿戴手套測量肌肉電活動，以實現(xiàn)各種手部任務和手勢。然而，這些設備體積龐大，因為需要多個感官組件來精確定位每個關(guān)節(jié)的運動。此外，需要為每個用戶和任務收集大量數(shù)據(jù)以訓練算法。這些挑戰(zhàn)使得將此類設備用作日常電子產(chǎn)品變得困難。
這項工作是第一個實用的方法，它在形式上足夠精簡，在功能上具有足夠的適應性，基本上適用于任何用戶——即使數(shù)據(jù)有限。當前的技術(shù)需要多個傳感器組件來讀取手指的每個關(guān)節(jié)，這使得它們體積龐大。新設備還采用更精簡的軟件方法，以加快學習速度。這種精度可能是虛擬現(xiàn)實應用中的關(guān)鍵，可以傳達精細的動作以獲得更逼真的體驗。
促成創(chuàng)新是一種嵌入聚氨酯中的可噴涂電敏網(wǎng)狀網(wǎng)絡——與制造滑板輪和保護硬木地板免受損壞的耐用且可拉伸的材料相同。該網(wǎng)格由數(shù)百萬條鍍金的銀納米線組成，這些納米線相互接觸以形成動態(tài)電通路。這種網(wǎng)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。它與佩戴它的每個人手指的皺紋和褶皺緊密貼合。然后一個輕量級的藍牙模塊可以簡單地連接到可以無線傳輸信號變化的網(wǎng)格上。
“當手指彎曲和扭曲時，網(wǎng)格中的納米線會被擠壓在一起并拉開，從而改變網(wǎng)格的導電性?？梢詼y量和分析這些變化，以準確地告訴我們手、手指或關(guān)節(jié)是如何移動的”，該研究的資深作者、化學工程系李哲南教授解釋說。
研究人員選擇了一種直接在皮膚上噴涂的方法，這樣就可以在沒有基材的情況下支撐網(wǎng)狀物。這一關(guān)鍵的工程決策消除了不需要的運動偽影，并允許他們使用單條導電網(wǎng)格來生成手指的多關(guān)節(jié)信息。
該設備的噴涂特性使其能夠適應任何大小或形狀的手，但也開啟了該設備可以適應面部以捕捉微妙情緒線索的可能性。這可能會啟用新的計算機動畫方法，或?qū)е鲁霈F(xiàn)具有更逼真的面部表情和手勢的新化身虛擬會議。
然后機器學習接管。計算機監(jiān)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手勢。例如，在鍵盤上鍵入一個 X，算法就會學會根據(jù)電導率的變化模式來識別該任務。一旦對算法進行了適當?shù)挠柧殻筒辉傩枰锢礞I盤了。同樣的原理可以用來識別手語，甚至可以通過追蹤物體的外表面來識別物體。
而且，盡管現(xiàn)有技術(shù)是計算密集型的，并且需要大量的數(shù)據(jù)，而這些數(shù)據(jù)必須由人類費力地標記——如果你愿意的話，可以手工標記——斯坦福團隊開發(fā)了一種計算效率更高的學習方案。
“我們帶來了人類學習的各個方面，這些方面僅通過少數(shù)被稱為‘元學習’的試驗就能迅速適應任務。這使得該設備能夠通過一些快速試驗快速識別任意新的手部任務和用戶，”該研究的第一作者、Bao 實驗室的博士后學者 Kyun Kyu “Richard” Kim 說。
“此外，這是應對這一復雜挑戰(zhàn)的一種非常簡單的方法，這意味著我們可以用更少的數(shù)據(jù)實現(xiàn)更快的計算處理時間，因為我們的納米網(wǎng)格捕獲了其信號中的細微細節(jié)，”Kim 補充道。該設備可以精確地映射手指的細微動作，這是這項創(chuàng)新的主要特點之一。
研究人員構(gòu)建了一個原型，可以通過觸摸識別簡單的物體，甚至可以在隱形鍵盤上進行預測性雙手打字。該算法能夠輸入威廉·莎士比亞的“沒有比誠實更豐富的遺產(chǎn)”和威廉·歐內(nèi)斯特·亨利的詩“Invictus”中的“我是命運的主宰，我是靈魂的船長”。
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