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科技日?qǐng)?bào)北京12月29日電 （實(shí)習(xí)記者張佳欣）美國(guó)斯坦福大學(xué)開(kāi)發(fā)的一種新智能皮膚可能預(yù)示著有一天人們可在隱形鍵盤(pán)上打字，僅靠觸摸來(lái)識(shí)別物體，或者允許用戶(hù)在沉浸式環(huán)境中通過(guò)手勢(shì)與應(yīng)用程序交流。

近日在《自然·電子學(xué)》雜志上發(fā)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，并在此集成了一個(gè)微型電子網(wǎng)絡(luò)，它可感知皮膚伸展和彎曲，通過(guò)使用人工智能（AI），研究人員可根據(jù)手部動(dòng)作和手勢(shì)解釋無(wú)數(shù)的日常任務(wù)。研究人員表示，它可能在游戲、體育、遠(yuǎn)程醫(yī)療和機(jī)器人等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用和影響。

這種噴涂智能皮膚的方法在形式上足夠精簡(jiǎn)，在功能上也足夠靈活，基本適用于任何用戶(hù)。目前的技術(shù)需要多個(gè)傳感器組件來(lái)讀取手指的每個(gè)關(guān)節(jié)，這使它們十分笨重。這款新設(shè)備對(duì)軟件采取了更精簡(jiǎn)的方法，可實(shí)現(xiàn)更快地學(xué)習(xí)。這種精確度可能是虛擬現(xiàn)實(shí)應(yīng)用程序中的關(guān)鍵，可傳達(dá)精細(xì)的動(dòng)作以獲得更逼真的體驗(yàn)。

這項(xiàng)研究的創(chuàng)新是一種嵌入聚氨酯中的可噴涂電敏網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)，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(huì)脫落。它與佩戴它的人的手指皺紋緊密貼合。一個(gè)輕量級(jí)的藍(lán)牙模塊只需連接到網(wǎng)格上，就可無(wú)線(xiàn)傳輸信號(hào)變化。

這項(xiàng)研究的資深作者、斯坦福大學(xué)化學(xué)工程教授鮑哲南解釋說(shuō)，當(dāng)手指彎曲和扭曲時(shí)，網(wǎng)狀物中的納米線(xiàn)被擠壓在一起，并被拉伸，改變了網(wǎng)狀物的電導(dǎo)率。這些變化可被測(cè)量和分析，以準(zhǔn)確告知手、手指或關(guān)節(jié)是如何移動(dòng)的。

該設(shè)備的噴霧特性允許它符合任何大小或形狀的手，但也開(kāi)啟了該設(shè)備可適應(yīng)面部以捕捉微妙情感線(xiàn)索的可能性。這可能會(huì)促成計(jì)算機(jī)動(dòng)畫(huà)的新方法，或?qū)е鲁霈F(xiàn)具有更逼真面部表情的虛擬化身會(huì)議。

此外，機(jī)器學(xué)習(xí)發(fā)揮了主要作用。計(jì)算機(jī)監(jiān)測(cè)電導(dǎo)率的變化模式，并將這些變化映射到特定的物理任務(wù)和手勢(shì)。例如，在鍵盤(pán)上輸入一個(gè)X，算法就會(huì)從電導(dǎo)率的變化模式中學(xué)習(xí)識(shí)別這項(xiàng)任務(wù)。一旦對(duì)算法進(jìn)行了適當(dāng)?shù)挠?xùn)練，就不再需要物理鍵盤(pán)。

研究人員建立了一個(gè)原型，可通過(guò)觸摸識(shí)別簡(jiǎn)單的物體，甚至可在隱形的鍵盤(pán)上進(jìn)行預(yù)測(cè)性雙手打字。該算法能夠輸入莎士比亞的“沒(méi)有比誠(chéng)實(shí)更豐富的遺產(chǎn)”，以及威廉·埃內(nèi)斯特·亨利《不可征服》中的“我是我命運(yùn)的主宰，我是我靈魂的船長(zhǎng)”。

總編輯圈點(diǎn)

這很像電影里常用的動(dòng)作捕捉技術(shù)，即對(duì)運(yùn)動(dòng)物體進(jìn)行跟蹤后，再交由計(jì)算機(jī)或機(jī)器學(xué)習(xí)處理成圖像。人們熟悉的《阿凡達(dá)》和《指環(huán)王》里的咕嚕，全過(guò)程都是用動(dòng)作捕捉完成的。不過(guò)，動(dòng)作捕捉還只是獲取關(guān)鍵部位在三維空間的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，而本文的研究，卻創(chuàng)新的用一種噴涂法，將需要捕捉的部位全覆蓋。不但更為精細(xì)，還能在多元的動(dòng)態(tài)識(shí)別領(lǐng)域發(fā)揮更大價(jià)值。