MIT開發(fā)出可測物體重量的觸覺手套

近日，美國麻省理工學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（MIT-CSAIL）的研究人員開發(fā)出一種低成本、可伸縮的觸覺手套STAG，用戶通過佩戴該手套，不僅能掂出手上的東西有多重，還能通過觸覺識(shí)別出是什么物體。

STAG配有548個(gè)微小傳感器，幾乎遍布整個(gè)手掌，同時(shí)覆蓋有一張可根據(jù)外在壓力改變電阻的導(dǎo)電聚合物，導(dǎo)電線穿過導(dǎo)電聚合物薄膜中的洞，從指尖一直到掌根，這些線連接手套和外部電路，形成一個(gè)個(gè)壓力傳感器，從而將壓力數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為觸覺地圖，即手上各個(gè)點(diǎn)變大變小的視頻。

當(dāng)佩戴該手套的用戶以各種方式和物體進(jìn)行交互時(shí)，比如抓握、舉起、放下或感受一樣物體，這些傳感器就會(huì)捕捉壓力信號(hào)，并記錄每個(gè)點(diǎn)的壓力。隨之，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)會(huì)處理這些信號(hào)，以學(xué)習(xí)與該物體相關(guān)的壓力——信號(hào)模式，并形成數(shù)據(jù)集。然后，該手套利用收集到的數(shù)據(jù)集對(duì)物體進(jìn)行分類，并通過觸覺來預(yù)測它們的重量，整個(gè)過程無需視覺輸入。

據(jù)悉，研究人員利用STAG與26個(gè)常見物體（汽水罐、剪刀、網(wǎng)球、勺子、鋼筆等）進(jìn)行交互，并基于觸覺圖像收集了一個(gè)數(shù)據(jù)集（包含13.5萬個(gè)視頻幀），神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)使用這些視頻幀預(yù)測物體的類別和重量，并感知人類的抓握?；谠摂?shù)據(jù)集，該手套預(yù)測物體類別的準(zhǔn)確率可達(dá)76%，而且能夠準(zhǔn)確預(yù)測大部分60g以內(nèi)物體的重量。

為了識(shí)別物體的類別，研究人員設(shè)計(jì)了一個(gè)卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN），將特定的壓力模式與特定物體聯(lián)系起來。這個(gè)技巧需要從不同類型的抓握中選擇視頻幀，以獲取物體的全貌。

STAG能夠生成高分辨率的數(shù)據(jù)，且成本僅需10美元。該技術(shù)可以幫助機(jī)器人識(shí)別和操縱物體，也可以用于假肢設(shè)計(jì)。