深度學(xué)習(xí)增強(qiáng)型電子皮膚 可以解碼復(fù)雜的人類動作

首爾國立大學(xué)和韓國高級科學(xué)技術(shù)研究院(KAIST)的研究人員最近開發(fā)了一種傳感器，該傳感器可以充當(dāng)電子皮膚并將其與深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)集成。在《自然通訊》上發(fā)表的一篇論文中介紹了這種深度學(xué)習(xí)增強(qiáng)的電子皮膚系統(tǒng)，它可以從遠(yuǎn)處捕獲人類的動態(tài)運動，例如快速的手指運動。

新系統(tǒng)源于跨學(xué)科合作，涉及機(jī)械工程和計算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域的專家。領(lǐng)導(dǎo)這項最新研究的兩位研究人員是靈魂國立大學(xué)機(jī)械工程教授Seung Hwan Ko和KAIST計算學(xué)院教授Sungho Jo。

多年來，Ko教授一直在嘗試通過使用激光技術(shù)在金屬納米顆粒薄膜中產(chǎn)生裂紋來開發(fā)高靈敏度的應(yīng)變傳感器。然后將所得的傳感器陣列應(yīng)用到旨在檢測人的手指運動的虛擬現(xiàn)實(VR)手套上。

“我的實驗室通常至少使用5到10個應(yīng)變傳感器來預(yù)測準(zhǔn)確的手部運動(每個手指至少要有1到2個傳感器)，因為所需的應(yīng)變傳感器數(shù)量會隨著目標(biāo)系統(tǒng)的復(fù)雜性增加而增加。”柯說。“幾年前，我開始問自己一個問題：我們能否僅使用一個應(yīng)變傳感器而不是使用多個傳感器來準(zhǔn)確地預(yù)測手的運動?最初，這似乎是一個愚蠢的問題，因為幾乎無法分辨出什么手指從應(yīng)變傳感器傳來的信號。”

基于遷移學(xué)習(xí)的RSL系統(tǒng)。圖片來源：Kim等。

在Ko教授嘗試開發(fā)一種能夠準(zhǔn)確預(yù)測人的手部運動的應(yīng)變傳感器的同時，Jo教授正在研究將機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)與最新傳感器相集成的策略。Jo教授相信，即使人們使用單個傳感器檢測到這些信號，也可以使用機(jī)器學(xué)習(xí)來分析由手指運動產(chǎn)生的順序傳感器模式。

喬教授說：“我們意識到，如果我們能夠通過機(jī)器學(xué)習(xí)來利用這些模式，就可以清楚地將單個傳感器觀察到的多種不同行為分離開來。” “經(jīng)過密切合作，我們能夠開發(fā)出一種可以預(yù)測復(fù)雜手部動作的深度學(xué)習(xí)傳感器。”

由Ko教授，Jo教授及其同事開發(fā)的傳感器安裝在用戶的手腕上