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亦真亦幻 AI让虚拟世界“触手可感”

2019-06-17 10:20:17

  五感帮助人们认知世界,人工智能也致力于模仿这些本领。随着人工智能技术的进步,模拟视觉和听觉的技术发展迅速,但嗅觉、味觉、触觉方面则出现“瘸腿走路”的状况。近日,日本一项“虚拟触觉”技术让AI触觉方面迎来好消息。这项技术可解决虚拟现实(VR)和增强现实(AR)技术“看得见摸不着”的问题,有望在今年底明年初首次推出应用这种技术的游戏产品。

  那么,AI能怎样提升触觉感知?如今研究人员在进行哪些尝试?未来将会应用到哪些方面,惠及人们的生活?

  可提升人的感知能力

  发明“虚拟触觉”技术的日本产业技术综合研究所研究人员中村则雄认为,“虚拟触觉”的本质在于“欺骗”大脑。研发人员研发出的手握式设备,主要通过设备发出特殊的震动波来刺激皮肤,传递信号“欺骗”大脑,从而让人获得各种触感体验。

  “日本的这项技术比较前沿,还处于实验室状态。现在的主要方式是通过AI与传感器结合,感知压力、温度,还有震动,来实现‘摸到’,当然还不能完全把现实中的感受一一模仿出来。”远望智库人工智能事业部部长、图灵机器人首席战略官谭茗洲在接受科技日报记者采访时指出。

  人类的双手堪称大自然的神奇杰作,灵巧、反应快、能稳定拿取东西。而“让机器实现简单的抓握并保持稳定等功能,可相当不容易。更不用说试图让机器人进行目标导向的任务了。”谭茗洲指出。

  不久前,卡内基梅隆大学机器人专家马修·T·梅森发布的《迈向机器操控》报告称,“AI研发人员开发出打败人类棋王的下棋系统,但还是需要人类来移动棋子。显然,机器人可以移动棋子,但远不及人类。”

  梅森进一步指出,机器手难以操控,主要体现在构造方面,要做到如双手般灵巧,设备必须施加足够的力量来抓握和移动具有重量的物体,有足够的运动自由度,能精确快速移动,且表面应采用柔软材质,易于更换,并且造价低廉。更重要的是设备要具有知觉,有感知才能了解环境场景,同时还需要提供高分辨率信息,包括接触位置和力量交换,而光靠计算机视觉并不足以了解环境场景,未来这种缺点将在一定程度上通过触觉传感得到解决,但目前设备和解决方案尚未完全到位。此外建模和控制也是关键,研究人员需要有操控过程的模型,以便能进行分析、模拟、计划和控制,许多潜在的情况很有挑战性,像单边接触、摩擦接触、冲击和变形等。

  “虽然目前还不能让AI全方位模拟人手的感觉,但如果把局部研究透,也相当于增强人的感知能力。或许还能够补充人类所不具有的能力,比如对红外波的感触。另外,可通过AI研发高灵敏度的假手,用于义肢,做更精确的传感,助力残障人士的生活。”谭茗洲表示。

  电子皮肤或成突破口

  相比听觉和视觉,触觉技术一直是机器人技术难以突破的短板。由于触觉最直接的是通过皮肤感知,所以电子皮肤成为触觉研究者青睐的课题之一。

  最近,约翰霍普金斯大学的研究人员开发出一种新的电子皮肤,可以通过感知刺激将信号传递给周围神经来重建触觉。研究人员把电子皮肤套在受试者指尖,测试结果表明,受试者能够对尖锐物体和圆滑物体表现出疼痛和非疼痛的反应,说明至少在部分功能上,这种电子皮肤称得上成功。只不过其对温度的感应还不太灵敏,尚须改进。

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来源:科技日报
编辑:孙仕奇

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