美國斯坦福大學開發的一種新智能皮膚可能預示著有一天人們可在隱形鍵盤上打字，僅靠觸摸來識別物體，或者允許用戶在沉浸式環境中通過手勢與應用程序交流。

近日在《自然·電子學》雜志上發表在的一篇論文中，研究人員描述了一種新型的可拉伸生物相容性材料，這種材料可像防曬噴霧一樣噴灑在手背上，并在此集成了一個微型電子網絡，它可感知皮膚伸展和彎曲，通過使用人工智能(AI)，研究人員可根據手部動作和手勢解釋無數的日常任務。研究人員表示，它可能在游戲、體育、遠程醫療和機器人等領域具有廣泛的應用和影響。

噴涂感官系統，由印刷的、生物兼容的納米網組成，直接與無線藍牙模塊連接，并通過“元學習”進一步訓練。圖片來源：美國斯坦福大學

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這種噴涂智能皮膚的方法在形式上足夠精簡，在功能上也足夠靈活，基本適用于任何用戶。目前的技術需要多個傳感器組件來讀取手指的每個關節，這使它們十分笨重。這款新設備對軟件采取了更精簡的方法，可實現更快地學習。這種精確度可能是虛擬現實應用程序中的關鍵，可傳達精細的動作以獲得更逼真的體驗。

這項研究的創新是一種嵌入聚氨酯中的可噴涂電敏網狀網絡，這種網狀物具有電活性、生物相容性、透氣性，除非用肥皂和水擦拭，否則不會脫落。它與佩戴它的人的手指皺紋緊密貼合。一個輕量級的藍牙模塊只需連接到網格上，就可無線傳輸信號變化。

這項研究的資深作者、斯坦福大學化學工程教授鮑哲南解釋說，當手指彎曲和扭曲時，網狀物中的納米線被擠壓在一起，并被拉伸，改變了網狀物的電導率。這些變化可被測量和分析，以準確告知手、手指或關節是如何移動的。

該設備的噴霧特性允許它符合任何大小或形狀的手，但也開啟了該設備可適應面部以捕捉微妙情感線索的可能性。這可能會促成計算機動畫的新方法，或導致出現具有更逼真面部表情的虛擬化身會議。

此外，機器學習發揮了主要作用。計算機監測電導率的變化模式，并將這些變化映射到特定的物理任務和手勢。例如，在鍵盤上輸入一個X，算法就會從電導率的變化模式中學習識別這項任務。一旦對算法進行了適當的訓練，就不再需要物理鍵盤。

研究人員建立了一個原型，可通過觸摸識別簡單的物體，甚至可在隱形的鍵盤上進行預測性雙手打字。該算法能夠輸入莎士比亞的“沒有比誠實更豐富的遺產”，以及威廉·埃內斯特·亨利《不可征服》中的“我是我命運的主宰，我是我靈魂的船長”。

總編輯圈點

這很像電影里常用的動作捕捉技術，即對運動物體進行跟蹤后，再交由計算機或機器學習處理成圖像。人們熟悉的《阿凡達》和《指環王》里的咕嚕，全過程都是用動作捕捉完成的。不過，動作捕捉還只是獲取關鍵部位在三維空間的坐標數據，而本文的研究，卻創新的用一種噴涂法，將需要捕捉的部位全覆蓋。不但更為精細，還能在多元的動態識別領域發揮更大價值。

關鍵詞： 研究人員 動作捕捉 斯坦福大學 機器學習 莎士比亞