懂深度学习的电子皮肤,可以预测你的手指运动情况

首尔大学机械工程系Ko教授(Seung Hwan Ko)和韩国科学技术高等研究院(KAIST)的Jo教授(Sungho Jo)最近研发了一种电子皮肤类型的传感器,而且该传感器采用深度神经网络自主学习,该电子皮肤可以完成一些动作,比如快速的手指运动。

作者: 陈晨 来源: 大数据文摘 2020-05-28 13:50:03

首尔大学机械工程系Ko教授(Seung Hwan Ko)和韩国科学技术高等研究院(KAIST)的Jo教授(Sungho Jo)最近研发了一种电子皮肤类型的传感器,而且该传感器采用深度神经网络自主学习,该电子皮肤可以完成一些动作,比如快速的手指运动。

               

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当安装在使用者的手腕上时,该传感器通过检测使用者的手部运动所产生的电子信号,同时还能识别这些信号来自哪根手指。

 

多年以来,Ko教授一直在研究,如何在金属纳米薄膜的裂纹里使用激光,以便研究具有高灵敏度的应变传感器。该项研究成果已经可以在VR手套上运用,去检测人的手指运动情况。

 

Ko教授表示:“监测的目标系统越复杂,所需要的应变传感器就越多。实验室过去采用5到10个应变传感器来准确预测手部的运动(每个手指至少需要1 到 2个传感器)。几年前,我们想使用一个传感器来准确地预测手部运动,而不是使用多个传感器。起初看来不大可能,因为从传感器传来的信号是无法分辨哪一根手指在运动。”


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基于迁移学习的快速情景学习系统

 

该项跨界合作分工是:Ko教授尝试采用单个应变传感器来准确预测人的手部运动的时候,Jo教授负责研究将深度学习算法与最新传感器联系起来的方法。

 

传统型电子皮肤,每一根手指至少都需要一个传感器来做预测,而新型的传感器可以拆分单个使用。

 

研究人员没有用传统方法来拟合传感器的检测信号,而是使用深度学习算法来分析随时间变化的信号,并使用收集到的数据来反映手指运动情况。

 

通过多次尝试,Ko教授、Jo教授证明了该项结果的成果,基于深度学习算法,单一传感器能够与多个传感器取得的效果一致。

 

使用更少的传感器来实现复杂的检测,这将大大简化复杂检测中的传感器系统。预计这一新方法将有助于人类运动的间接性的远程检测,如使用在可穿戴式VR/AR 系统中。”

 

经过初步评估,该研究人员团队研发的电子皮肤系统取得了令人鼓舞的成果,成功地实时检测和解锁复杂的手指运动,而且无论在用户手腕上的哪个部位,都能成功。在机器人和可穿戴设备的研发中(如健身追踪器),这一传感器将会带来有趣的想法。有趣的是,将传感器放在用户的骨盆里,也能够解锁步态动作(如步行方式)。

 

该团队还会继续深入研究更为复杂的身体运动预测,比如胳膊和全身。


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