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亦真亦幻 AI讓虛擬世界“觸手可感”

皮膚

【亦真亦幻 AI讓虛擬世界“觸手可感”】

亦真亦幻 AI讓虛擬世界“觸手可感”



五感幫助人們認知世界， 人工智能也致力于模仿這些本領 。 隨著人工智能技術的進步， 模擬視覺和聽覺的技術發展迅速， 但嗅覺、味覺、觸覺方面則出現“瘸腿走路”的狀況 。 近日， 日本一項“虛擬觸覺”技術讓AI觸覺方面迎來好消息 。 這項技術可解決虛擬現實（VR）和增強現實（AR）技術“看得見摸不著”的問題， 有望在今年底明年初首次推出應用這種技術的游戲產品 。
那么， AI能怎樣提升觸覺感知？如今研究人員在進行哪些嘗試？未來將會應用到哪些方面， 惠及人們的生活？
可提升人的感知能力
發明“虛擬觸覺”技術的日本產業技術綜合研究所研究人員中村則雄認為， “虛擬觸覺”的本質在于“欺騙”大腦 。 研發人員研發出的手握式設備， 主要通過設備發出特殊的震動波來刺激皮膚， 傳遞信號“欺騙”大腦， 從而讓人獲得各種觸感體驗 。
“日本的這項技術比較前沿， 還處于實驗室狀態 。 現在的主要方式是通過AI與傳感器結合， 感知壓力、溫度， 還有震動， 來實現‘摸到’， 當然還不能完全把現實中的感受一一模仿出來 。 ”遠望智庫人工智能事業部部長、圖靈機器人首席戰略官譚茗洲在接受科技日報采訪人員采訪時指出 。
人類的雙手堪稱大自然的神奇杰作， 靈巧、反應快、能穩定拿取東西 。 而“讓機器實現簡單的抓握并保持穩定等功能， 可相當不容易 。 更不用說試圖讓機器人進行目標導向的任務了 。 ”譚茗洲指出 。
不久前， 卡內基梅隆大學機器人專家馬修·T·梅森發布的《邁向機器操控》報告稱， “AI研發人員開發出打敗人類棋王的下棋系統， 但還是需要人類來移動棋子 。 顯然， 機器人可以移動棋子， 但遠不及人類 。 ”
梅森進一步指出， 機器手難以操控， 主要體現在構造方面， 要做到如雙手般靈巧， 設備必須施加足夠的力量來抓握和移動具有重量的物體， 有足夠的運動自由度， 能精確快速移動， 且表面應采用柔軟材質， 易于更換， 并且造價低廉 。 更重要的是設備要具有知覺， 有感知才能了解環境場景， 同時還需要提供高分辨率信息， 包括接觸位置和力量交換， 而光靠計算機視覺并不足以了解環境場景， 未來這種缺點將在一定程度上通過觸覺傳感得到解決， 但目前設備和解決方案尚未完全到位 。 此外建模和控制也是關鍵， 研究人員需要有操控過程的模型， 以便能進行分析、模擬、計劃和控制， 許多潛在的情況很有挑戰性， 像單邊接觸、摩擦接觸、沖擊和變形等 。
“雖然目前還不能讓AI全方位模擬人手的感覺， 但如果把局部研究透， 也相當于增強人的感知能力 。 或許還能夠補充人類所不具有的能力， 比如對紅外波的感觸 。 另外， 可通過AI研發高靈敏度的假手， 用于義肢， 做更精確的傳感， 助力殘障人士的生活 。 ”譚茗洲表示 。
電子皮膚或成突破口
相比聽覺和視覺， 觸覺技術一直是機器人技術難以突破的短板 。 由于觸覺最直接的是通過皮膚感知， 所以電子皮膚成為觸覺研究者青睞的課題之一 。
最近， 約翰霍普金斯大學的研究人員開發出一種新的電子皮膚， 可以通過感知刺激將信號傳遞給周圍神經來重建觸覺 。 研究人員把電子皮膚套在受試者指尖， 測試結果表明， 受試者能夠對尖銳物體和圓滑物體表現出疼痛和非疼痛的反應， 說明至少在部分功能上， 這種電子皮膚稱得上成功 。 只不過其對溫度的感應還不太靈敏， 尚須改進 。

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