一副“无限手套”的诞生 548个传感器人机合一

无限手套不只灭霸拥有，不远的将来你也可能会得到，只是它没有6颗宝石，却有548个传感器加持。更吸引人的是，这副手套的材料成本只有10美元，也就是不超过70元。5月29日，《自然》发表的研究描述了一种装配了传感器的手套，它可以学会识别单个物体、估算重量和应用触觉反馈。

图 | 手套掌心，黑色的传感装置连接到了黄色针织手套上

更软，更灵敏

人类能够以适当的力度抓握和感受物体。但是这种触觉反馈很难在机器人身上实现。近年来，基于计算机视觉的抓握策略在新兴机器学习工具的帮助下，取得了长足进步，但是对触觉这一个重要感知模态的使用仍然是欠缺的。
目前已有的类似手套传感器装置造价高达数千美元，并且只有50个传感器来收集信息。来自麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室的Subramanian Sundaram及同事设计了一种简易廉价（成本只有10美元）的可伸缩触觉手套，上面布置了548个传感器和64个导电线电极。
该传感器阵列由一张力敏薄膜和导电线网络组成。电极与薄膜之间的每一个重合点都对垂直力敏感，并会记录通过薄膜的电阻。研究人员带上手套单手操控物体，由此记录下了一个大规模的触觉图谱数据集。数据集包含手指区域的空间关联和对应，它们代表了人类抓握的触觉特征。

图 | 手套有548个传感器覆盖，连接到定制的针织手套

图 | b: 548个传感器的分布，压阻式传感器阵列通过层压简单材料制造。c: 每个传感器元件通过显示电阻的变化来响应压力

图 | 抓握万用表来估计重量（3倍播放速度）
研究人员使用手套，单手与26种物体进行互动，包括汽水罐、剪刀、网球、勺子、笔和杯子等等，时间超过5个小时，并录下了触觉视频。之后，他们利用记录下来的数据训练一种深度学习网络来识别这些图片，发现该深度学习网络能够通过持握方式鉴定出不同的物体，还能估计出物体重量，这些都无需视觉输入。在这26种物体的试验中，这个系统识别准确率高达76％，还可以估测60克内的大多数物体的重量。研究者称，这种策略或有助于未来设计假体、机械工具和人机交互。