韓國(guó)一研究團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)出一款新型深度學(xué)習(xí)皮膚傳感器

前段時(shí)間，由韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院計(jì)算機(jī)科學(xué)系的Sungho Jo教授與首爾國(guó)立大學(xué)的Seunghwan Ko教授領(lǐng)導(dǎo)的一研究團(tuán)隊(duì)正式開(kāi)發(fā)出了一款新型基于深度學(xué)習(xí)的單股電子皮膚傳感器。該傳感器戴在手腕上便可監(jiān)測(cè)和譯碼佩戴者5跟手指的復(fù)雜動(dòng)作。

研究團(tuán)隊(duì)指出他們的系統(tǒng)可擴(kuò)展適用于人體其他部分，目前已能從骨盆位置監(jiān)測(cè)步態(tài)動(dòng)作，未來(lái)人體只需部署小型傳感器網(wǎng)便能追蹤全身動(dòng)作，將可實(shí)現(xiàn)從遠(yuǎn)端間接衡量人體動(dòng)作，并應(yīng)用于穿戴式擴(kuò)增實(shí)境(AR)與虛擬實(shí)境(VR)系統(tǒng)，更可望成為健康監(jiān)測(cè)、動(dòng)作追蹤、軟性機(jī)器人發(fā)展的轉(zhuǎn)折點(diǎn)。

傳統(tǒng)動(dòng)作監(jiān)測(cè)須部署多個(gè)傳感器網(wǎng)完整涵蓋目標(biāo)區(qū)的曲線表面，新的皮膚傳感器使用經(jīng)快速情境學(xué)習(xí)(RSL)強(qiáng)化的深度神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，確保無(wú)論置于皮膚表層任何位置都能穩(wěn)定運(yùn)作。此外新皮膚傳感器的建構(gòu)以鐳射取代傳統(tǒng)基于晶圓的制作方式，可望成為動(dòng)作追蹤感測(cè)的新典范。

RSL從手腕的任意位置收集手部動(dòng)作數(shù)據(jù)，再據(jù)以自動(dòng)訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，并能實(shí)時(shí)以虛擬的3D手部影像，在熒幕上同步模擬展示識(shí)別到的原始手指動(dòng)作。研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的新感測(cè)系統(tǒng)，透過(guò)運(yùn)用鐳射在金屬薄膜上引發(fā)納米級(jí)粒子裂縫的方式，來(lái)提升傳感器的靈敏度，并支援感測(cè)與分辨多手指動(dòng)作所產(chǎn)生的訊號(hào)。

研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)在部署傳感器監(jiān)測(cè)多支手指動(dòng)作時(shí)，選定單一區(qū)域會(huì)比在每一塊關(guān)節(jié)與肌肉上配置個(gè)別傳感器更有效率，因此成功的關(guān)鍵首先是將皮膚傳感器部署于每支手指的動(dòng)作訊號(hào)共同匯聚的單一區(qū)域，再?gòu)幕祀s的訊號(hào)中區(qū)分出個(gè)別手指的動(dòng)作數(shù)據(jù)。此外并采用單通道傳感器監(jiān)測(cè)復(fù)雜的手部動(dòng)作，以極大化使用者手指的可用性與活動(dòng)性。

研究團(tuán)隊(duì)表示開(kāi)發(fā)新的皮膚傳感器主要聚焦于2項(xiàng)工作，首先是分析傳感器收集到的訊號(hào)模式，以獲得含有時(shí)間性傳感器行為的隱性空間;接著則是將隱性矢量對(duì)應(yīng)到手指動(dòng)作的度量空間，以實(shí)時(shí)、正確識(shí)別個(gè)別手指的動(dòng)作。