不需要攝像頭、鍵盤、手套或虛擬現(xiàn)實(shí)運(yùn)動(dòng)追蹤器。

有一種結(jié)合噴涂智能皮膚的新型AI-learning 方案能夠在用戶打字、使用手語，甚至是指示簡(jiǎn)單熟悉的物體形狀時(shí)，識(shí)別和理解人手的動(dòng)作。該系統(tǒng)的開發(fā)人員表示，該系統(tǒng)使用有限的數(shù)據(jù)即可進(jìn)行快速訓(xùn)練，應(yīng)該適用于所有人。

這種方法遲早會(huì)有用處。作為一種與他人和機(jī)器（包括在虛擬現(xiàn)實(shí)中運(yùn)行的電腦游戲）進(jìn)行交流的無聲手段，外科醫(yī)生可用手勢(shì)來遠(yuǎn)程控制醫(yī)療設(shè)備，患者也許有一天會(huì)使用它來控制義肢。

韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院計(jì)算學(xué)院教授趙成鎬說，關(guān)鍵是要克服現(xiàn)有手勢(shì)跟蹤方法的弱點(diǎn)。他和首爾國(guó)立大學(xué)以及斯坦福大學(xué)的合著者在《自然?電子學(xué)》雜志上介紹了他們的工作。

如今的手勢(shì)識(shí)別技術(shù)通過笨重的腕帶測(cè)量肌肉產(chǎn)生的電信號(hào)，或者在每個(gè)關(guān)節(jié)配備應(yīng)變傳感器的手套。另一種方法則使用了多個(gè)攝像頭，能夠從多個(gè)角度跟蹤人的動(dòng)作，如果有物體擋住手或其他關(guān)鍵物體，就會(huì)丟失重要細(xì)節(jié)。此外，現(xiàn)有軟件也很繁瑣，通常涉及以監(jiān)督學(xué)習(xí)算法為基礎(chǔ)的機(jī)器學(xué)習(xí)模型，這些模型的計(jì)算量很大，而且每個(gè)新用戶和每項(xiàng)新任務(wù)都需要大量手工標(biāo)記數(shù)據(jù)。

“我們想要?jiǎng)?chuàng)建一種手勢(shì)識(shí)別系統(tǒng)，在形式上足夠精簡(jiǎn)，借助有限的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，基本上適合各種用戶和任務(wù)。”趙成鎬說。

該新系統(tǒng)有兩個(gè)關(guān)鍵部分。一個(gè)部分是將數(shù)百萬根鍍金的銀納米絲線嵌入聚氨酯塑料涂層制成的網(wǎng)。趙成鎬說，這種網(wǎng)既耐用又有彈性：“它與每個(gè)手指的皺紋和褶皺都非常貼合。”他說，一臺(tái)便攜式機(jī)器能夠直接將這種網(wǎng)打印到皮膚上，薄到幾乎無法察覺。它很舒適，能夠在日常生活中維持幾天，除非用肥皂和水擦除。

該團(tuán)隊(duì)將這種網(wǎng)直接打印到了一名用戶的食指背面。納米網(wǎng)能夠感知皮膚伸展時(shí)電阻的微小變化。當(dāng)手部動(dòng)作時(shí)，納米網(wǎng)可生成獨(dú)特模式的信號(hào)，通過輕量級(jí)藍(lán)牙裝置，無線發(fā)送到計(jì)算機(jī)進(jìn)行處理。

此時(shí)該人工智能（AI）登場(chǎng)了，這是該系統(tǒng)的第二個(gè)關(guān)鍵部分。機(jī)器學(xué)習(xí)算法將電導(dǎo)率的變化模式映射成特定身體動(dòng)作和手勢(shì)。研究人員使用3個(gè)不同用戶的隨機(jī)手部和手指動(dòng)作，幫助人工智能學(xué)習(xí)動(dòng)作之間的一般相關(guān)性。

基于這種先驗(yàn)知識(shí)，研究人員隨后訓(xùn)練該系統(tǒng)識(shí)別特定任務(wù)所產(chǎn)生的信號(hào)模式，例如在手機(jī)上打字、雙手在鍵盤上打字、抓握以及將手彎成6種不同的形狀。每個(gè)用戶都做了5次與任務(wù)相關(guān)的手勢(shì)，生成一個(gè)小型數(shù)據(jù)集，研究人員使用這個(gè)數(shù)據(jù)集來訓(xùn)練模型。例如，算法學(xué)習(xí)識(shí)別用戶在鍵盤上鍵入一個(gè)特定字母，或者勾畫金字塔斜面的動(dòng)作。在測(cè)試中，該系統(tǒng)能夠識(shí)別一個(gè)新用戶正在握持的物體，以及在虛擬鍵盤上輸入的句子。

“我們的學(xué)習(xí)機(jī)制不僅計(jì)算效率非常高，而且用途廣泛，它幾乎不需要演示，就能快速適應(yīng)不同的用戶和任務(wù)。” 趙成鎬說。

趙成鎬及其同事計(jì)劃將納米網(wǎng)打印在多根手指上，大范圍捕捉手部動(dòng)作。他說，傳感器越多，產(chǎn)生的分析數(shù)據(jù)就越多，研究人員需謹(jǐn)慎考慮準(zhǔn)確度和合理計(jì)算負(fù)荷之間的平衡問題。

審核編輯 ：李倩