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亦真亦幻 AI让虚拟国际“触手可感”

2019-06-17 10:37 来历:科技日报

  五感协助人们认知国际,人工智能也致力于仿照这些身手。跟着人工智能技能的前进,仿照视觉和听觉的技能开展迅速,但嗅觉、味觉、触觉方面则呈现“瘸腿走路”的状况。近来,日本一项“虚拟触觉”技能让AI触觉方面迎来好消息。这项技能可解决虚拟实践(VR)和增强实践(AR)技能“看得见摸不着”的问题,有望在今年底明年初初次推出使用这种技能的游戏产品。

  那么,AI能怎样进步触觉感知?现在研讨人员在进行哪些测验?未来将会使用到哪些方面,惠及人们的日子?

  可进步人的感知才干

  发明“虚拟触觉”技能的日本工业技能归纳研讨所研讨人员中村则雄以为,“虚拟触觉”的实质在于“诈骗”大脑。研制人员研制出的手握式设备,首要经过设备宣布特别的轰动波来影响皮肤,传递信号“诈骗”大脑,然后让人取得各种触感体会。

  “日本的这项技能比较前沿,还处于实验室状况。现在的首要方法是经过AI与传感器结合,感知压力、温度,还有轰动,来完成‘摸到’,当然还不能彻底把实践中的感触逐个仿照出来。”远望智库人工智能事业部部长、图灵机器人首席战略官谭茗洲在承受科技日报记者采访时指出。

  人类的双手可谓大自然的奇特创作,灵活、反响快、能安稳拿取东西。而“让机器完成简略的抓握并保持安稳等功用,可适当不简单。更不用说企图让机器人进行方针导向的使命了。”谭茗洲指出。

  不久前,卡内基梅隆大学机器人专家马修·T·梅森发布的《迈向机器操控》陈述称,“AI研制人员开宣布打败人类棋王的下棋体系,但仍是需求人类来移动棋子。明显,机器人能够移动棋子,但远不及人类。”

  梅森进一步指出,机器手难以操控,首要表现在结构方面,要做到如双手般灵活,设备有必要施加满足的力气来抓握和移动具有分量的物体,有满足的运动自由度,能准确快速移动,且外表应选用柔软原料,易于替换,而且造价低价。更重要的是设备要具有感觉,有感知才干了解环境场景,一同还需求供给高分辨率信息,包含接触方位和力气沟通,而光靠计算机视觉并不足以了解环境场景,未来这种缺陷将在必定程度上经过触觉传感得到解决,但现在设备和解决方案没有彻底到位。此外建模和操控也是要害,研讨人员需求有操控进程的模型,以便能进行剖析、仿照、方案和操控,许多潜在的状况很有挑战性,像单边接触、冲突接触、冲击和变形等。

  “尽管现在还不能让AI全方位仿照人手的感觉,但如果把部分研讨透,也适当于增强者的感知才干。或许还能够弥补人类所不具有的才干,比方对红外波的感触。别的,可经过AI研制高活络度的假手,用于义肢,做更准确的传感,助力残障人士的日子。”谭茗洲标明。

  电子皮肤或成打破口

  比较听觉和视觉,触觉技能一直是机器人技能难以打破的短板。因为触觉最直接的是经过皮肤感知,所以电子皮肤成为触觉研讨者喜爱的课题之一。

  最近,约翰霍普金斯大学的研讨人员开宣布一种新的电子皮肤,能够经过感知影响将信号传递给周围神经来重建触觉。研讨人员把电子皮肤套在受试者指尖,测验结果标明,受试者能够对尖利物体和油滑物体表现出痛苦和非痛苦的反响,阐明至少在部分功用上,这种电子皮肤称得上成功。只不过其对温度的感应还不太活络,尚须改善。

  日前,英国曼彻斯特大学与北京他山科技有限公司一同树立人工智能触觉传感联合实验室,方案研制一款人工智能触觉芯片及通用解决方案。“根据脉冲神经元网络架构,研制电容触感技能,将之使用到人工智能机器人的皮肤上,尤其是手和脚上,选用优于现在通用的深度学习算法,提取更为笼统的特征数据,使得AI能够快速实时作出决议计划,然后使机器人取得与人类挨近的触觉感知,打通服务类机器人商业使用的瓶颈。”他山科技公司总经理孙滕谌介绍说。

  谭茗洲标明,加上人工智能算法的触觉感知技能,与机器人结合,经过大数据搜集信息,让仿照实践的感触更实在。这种技能理论上十分有远景,有望开宣布虚拟智能接触体系,完成从手势到压触的全智能感应,让AI具有触觉、滑觉、压觉、湿觉、力矩觉等功用;一同还能研制出多种触觉功用,让AI能感知物体的温度和分量等。

  具有宽广使用远景

  “先期的触感技能开发表现于触觉反应手套,能够感触到‘手中’的虚拟物体,大多使用在电子游戏中,发明实在的触觉感触,而在人机交互中增加触觉技能,能够加强者们对机器的操控,将会有更为宽广的使用,大大促进长途制造、医疗、教育、购物等方面的开展。”谭茗洲指出。

  据介绍,现在机器手首要使用在工业环境。一般来说,工业机器人手部规划常见的有两类,最广泛的是“抓手”,由两三个金属制成的夹具组成,用于夹取物体;另一种则是特别手部,像吸盘、磁吸设备,完成特定物体的抓取,如在出产流水线上夹取零件,或在库房、工厂里用吸盘吸住货箱来搬货。

  在常见的微创手术中,因为切断实在是太小,外科医生都恨不能拿放大镜盯着看。2016年澳大利亚迪肯大学和哈佛大学专为腹腔镜手术联手打造一款微创手术机器人HeroSurg,让医生在长途手术中取得触觉。很多研讨标明,给手术机器人增加触觉反应能进步手术精准度,削减安排损害和手术时长。触觉反应还能够让医生在VR手术中进行零危险练习,一同体会到实践切开和缝合的感觉。

  穿戴式触觉设备能够经过轰动和用户沟通。神经科学家大卫·伊格曼团队开发一种带有32个轰动电机的背心——VEST。这种背心曾在科幻剧《西部国际》中呈现过,能协助人物发现正在挨近的敌人。

  现在,穿戴式触觉设备最有远景的使用之一是把声响转化为触觉,使听障人士更简单了解白话。相同,各类视觉信息也能转化为轰动,供瞎子了解视觉国际。

  触觉式长途机器人则能完成安全的人机交互。这种技能结合高清视频、音频和交互式组件,在网络上创立一种共同的“面对面”体会。卡尔伯森实验室正在开发一种“数据驱动触觉”设备,能传神仿照物体外表的粗糙度、硬度和润滑度。这种仿照并不依赖于杂乱的算法和物理模型,只需搜集物体划过各种外表资料时的数据。如当用笔划过屏幕时,屏幕上就能取得相应的反应——不同反应对应不同的纹路。未来其可使用于在线购物和虚拟博物馆。

 

修改: 罗予岐

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