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| 本文作者： 付靜 | 2021-04-08 18:09 |
從懷表到手表，再到智能手表，既有時代變遷之下的需求導(dǎo)向，也是可穿戴技術(shù)顯著發(fā)展的結(jié)果。
起初廠商們多以「腕帶+手機(jī)=智能手表」的思路設(shè)計智能手表，經(jīng)過幾十年發(fā)展，智能手表形態(tài)上更為簡約輕便，功能上也越來越豐富，不僅限于為手機(jī)做輔助，也逐漸有了監(jiān)測運動、睡眠、壓力、血氧飽和度、心率等數(shù)據(jù)的功能。
有這樣兩個問題：
對于沒有手表佩戴習(xí)慣的群體，哪些可穿戴產(chǎn)品適合運動時佩戴？
不集成大量高精度傳感器的前提下，可穿戴產(chǎn)品如何很好地監(jiān)測運動、獲取反饋數(shù)據(jù)？
對此，MIT 給出了一個解決方案——我們必不可少的衣物可以說是最好的可穿戴設(shè)備，因此可以利用特殊纖維設(shè)計衣物，穿戴后可通過接觸用戶身體感知其動作，完成數(shù)據(jù)反饋。
前不久，相關(guān)研究成果發(fā)表于 Nature 子刊 Nature Electronics（《自然-電子學(xué)》），題為 Learning human–environment interactions using conformal tactile textiles（使用適形觸覺紡織品學(xué)習(xí)人類與環(huán)境的互動）。
論文作者來自于 MIT 計算機(jī)科學(xué)與人工智能實驗室（CSAIL）、微系統(tǒng)技術(shù)實驗室及電子工程與計算機(jī)科學(xué)系。
論文標(biāo)題里的「適形觸覺紡織品」可以有哪些形式，MIT 在一段視頻里進(jìn)行了展示。
它可以是一雙襪子：
可以是一副手套：
一件背心：
準(zhǔn)確地來講，MIT 團(tuán)隊設(shè)計的是一個基于紡織品的觸覺學(xué)習(xí)平臺，可以用來記錄、監(jiān)測和學(xué)習(xí)人與環(huán)境的互動。
那么，MIT 團(tuán)隊具體是如何設(shè)計這種新型可穿戴產(chǎn)品的呢？
論文介紹，「適形觸覺紡織品」的原材料中包含了一種價格低廉的壓阻纖維（此外亦有常規(guī)的紡織纖維）。
經(jīng)由機(jī)器編制，就可以形成任意的三維幾何形狀，這一過程完全由機(jī)器自動完成。
在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊得到了一個大型觸覺數(shù)據(jù)集，有著超 100 萬個觸覺框架，包含人與環(huán)境的多種交互以及與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合的各種應(yīng)用。
通過數(shù)據(jù)收集，研究團(tuán)隊開發(fā)了一個自監(jiān)督數(shù)據(jù)修正范式來規(guī)范響應(yīng)。
研究團(tuán)隊利用下圖中這只“校準(zhǔn)手套”作為一種靈活的“尺度”，用以糾正形狀更為復(fù)雜的、面積更大的「觸覺紡織品」。
數(shù)據(jù)表明，這種由 AI 驅(qū)動的傳感紡織品可以對包括坐姿、動作在內(nèi)的多種與環(huán)境的互動進(jìn)行分類。僅通過數(shù)據(jù)，即可恢復(fù)動態(tài)全身姿態(tài)，從而分析環(huán)境空間信息、發(fā)現(xiàn)生物力學(xué)特征。
如下圖所示，不論是抬腿、平地走路，還是彎腰、轉(zhuǎn)身、上下樓梯等動作，系統(tǒng)都能做出穩(wěn)定預(yù)測。
值得一提的是，這種可穿戴神器還可用于機(jī)器人——研究團(tuán)隊針對一款機(jī)器臂的形狀設(shè)計了合適大小的織物，發(fā)現(xiàn)機(jī)器臂給出了高分辨率的觸覺反饋。
對此，論文通訊作者 Wan Shou 表示：
想象一下，機(jī)器人不再是觸覺盲，它們有“皮膚”，可以像我們?nèi)祟愐粯犹峁┯|覺感知。
研究團(tuán)隊表示，這種設(shè)計可在人機(jī)交互（HCI）方面成為更多應(yīng)用的輸入接口，或可用于運動和康復(fù)訓(xùn)練。
引用來源：
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00558-0
http://www.ozgbdpf.cn/news/202101/JhPf7sfRer6JU5Nm.html
https://www.csail.mit.edu/news/smart-clothes-can-measure-your-movements
https://www.youtube.com/watch?v=HDtpOVa49cs
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