把传感器穿身上 MIT发明能监测蹲起抬腿和弯腰的智能袜子

2021年03月27日 00:54 次阅读 稿源:智东西 条评论

本周三,麻省理工计算机科学与人工智能实验室(CSAIL)的研究人员研究出一套智能服装,该设备可以判断穿戴者的动作,根据压力检测患者姿态或帮助教练分析动作是否标准,在医疗、体育等领域拥有一定潜力。该研究登上了顶级学术期刊《自然·电子》,论文题目为《使用适形触觉纺织品了解人与环境的相互作用(Learning human–environment interactions using conformal tactile textiles)》。

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一、AI算法修正错误,智能服装面料优异

文章的第一作者Yiyue Luo称,一般来说,很难开发出一款能通过大量传感器提供高精度数据的量产可穿戴设备。

如果设备中含有大量传感器阵列,其中一部分将会互相干扰,还有的会停止工作。因此研究人员开发了一个自我纠错机制,通过使用自监督机器学习算法来识别并调整某些传感器的错误。

此外,与许多现有的可穿戴电子设备不同,智能服装采用的压阻纤维可以融入传统的服装生产,这种纤维织出来的面料触感柔软、延展性好、透气性优秀,可以在多种服装中使用。

二、智能袜子可分辨十种动作

CSAIL的研究小组称,当前,研究团队已经开发出从袜子、手套到背心等一系列原型设备,可以通过测量压阻纤维所受压力,判断穿戴者是在坐着、走路还是躺着。

具体来说,穿戴者从一个姿势转换到另一个姿势时,智能袜子就可以通过不同的压力触觉数据判断穿戴者的姿势。该设备可以通过脚底压力的不同,可以预测出蹲起、弓步、侧弓步、转体、侧抬腿、行走、上下台阶、侧跨步、弯腰、前倾等动作。


▲智能服装根据压力变化预测蹲起动作(来源:Tech Xplore)

另外,全尺寸智能背心也可以借助与皮肤表面的触感,检测穿戴者的姿势与动作。

三、体育、医学、机器人,触觉传感技术开拓新领域

研究团队设想,体育运动的教练可以使用传感器来分析人们的姿势,并给出改进建议。有经验的运动员也可以用来记录他们的姿势,使初学者的运动姿势更标准。

如果得到病人的允许,智能服装还可以辅助医生监测患者的健康状况,确定病人是否跌倒或失去知觉。

长远来看,智能服装甚至可以帮助训练机器人,研究人员可以利用穿戴者的运动数据学习如何使机器人做出不同的动作。

文章的通讯作者Wan Shou说:“想象一下,智能服装将成为机器人的新皮肤,届时机器人也可以像人类一样拥有触觉。高分辨率触觉传感技术为未来的研究人员开拓了许多令人兴奋的新应用领域。”

结语:智能服装或可推动服装类可穿戴设备发展

最近,数项可穿戴设备的研究发表在《自然》及其子刊上,有电子皮肤、可穿戴微电网等。这些研究的共同之处在于,其研究团队都在关注更贴合人体的设计方案,在避免额外穿戴手环等电子设备的同时,为穿戴者提供更自如、数据更密集的穿戴体验。

本次刊登在《自然·电子》上的这篇论文,通过与传统纤维混合,可以进行大批量生产,可能将进一步推动服装类可穿戴设备的落地,也可能推动机器人触觉、动作等方面的技术进步。

论文链接:

https://www.nature.com/articles/s41928-021-00558-0

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