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注意看，這人的面前沒有鍵盤。

但他在桌上做出打字動(dòng)作后，電腦屏幕上就出現(xiàn)了對(duì)應(yīng)的字母：

△亞克力板只印刷了鍵位，不發(fā)出信號(hào)

這個(gè)神奇的“虛空打字”能力，來自一款智能皮膚。

與其他材料不同，它可以像噴霧一樣被附著在手上，其中的微型電子網(wǎng)絡(luò)可以感知皮膚的變形情況。

不止是憑空打字，有了它甚至能通過觸摸3D物體感知形狀、以及用電腦識(shí)別手語。

如果將它噴到臉上，還可以識(shí)別人臉面部表情，在元宇宙里做個(gè)有表情的人指日可待了（doge）

這款智能皮膚來自斯坦福鮑哲南團(tuán)隊(duì)、韓國(guó)建國(guó)大學(xué)、首爾大學(xué)和KAIST，目前已經(jīng)登上Nature Electronics。?

所以它究竟是如何識(shí)別手勢(shì)的？

超薄皮膚如何識(shí)別手指信號(hào)？

先來看看這塊皮膚是如何基于“超薄材料”收集手指信號(hào)的。

整體來看，它由一個(gè)無線信號(hào)收發(fā)模塊和一塊納米級(jí)網(wǎng)狀網(wǎng)絡(luò)組成。

其中，無線模塊用于收集并傳輸從人類手上感知到的皮膚變形狀態(tài)，當(dāng)人類的手指皮膚因?yàn)槔飚a(chǎn)生變形時(shí)，相應(yīng)部位就會(huì)改變網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)電能力（電導(dǎo)率），從而成功傳遞手部運(yùn)動(dòng)信號(hào)。

至于納米級(jí)網(wǎng)絡(luò)的“網(wǎng)線”，則由一個(gè)“金包銀”的結(jié)構(gòu)制成，即銀線外面鍍金。

這樣既能保證強(qiáng)大拉伸能力，又可以抵抗反復(fù)的摩擦力，同時(shí)還能確保一定的透氣性和生物相容性（降低過敏概率）。

將智能皮膚噴涂到手上，只需要將手伸進(jìn)一個(gè)特殊的“印刷機(jī)”里：

在那之后，就是用AI算法來識(shí)別不同的手部信號(hào)、并判斷它具體在做什么動(dòng)作了。

論文基于對(duì)比學(xué)習(xí)開發(fā)了一種AI算法，可以區(qū)分不同的未標(biāo)記運(yùn)動(dòng)信號(hào)。

然而，雖然皮膚噴涂能很好地適應(yīng)不同大小的手，但對(duì)于AI算法來說可不是這樣。

一方面，目前針對(duì)智能皮膚收集的AI數(shù)據(jù)有限，用來訓(xùn)練遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠；另一方面，由于不同人手部差異較大，即使AI模型成功學(xué)習(xí)，運(yùn)用到不同手上也會(huì)出現(xiàn)差異性的效果。

如何解決這一問題？

不同大小的手怎么適應(yīng)？

作者們想到用元學(xué)習(xí)的方式，基于少量數(shù)據(jù)快速讓AI算法適應(yīng)不同大小的手。

首先，基于已有的傳感器信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行無監(jiān)督學(xué)習(xí)，讓模型掌握基本識(shí)別能力。

隨后收集任意用戶擊打9宮格數(shù)字的少鏡頭標(biāo)注數(shù)據(jù)集，快速訓(xùn)練模型學(xué)會(huì)識(shí)別對(duì)應(yīng)的動(dòng)作，相當(dāng)于給不同的人定制專屬模型。

這樣的思路還能被用在適應(yīng)更多其他任務(wù)上。

不止是輸入9宮格數(shù)字，類似的預(yù)測(cè)還能被用在雙手鍵盤輸入上。

如果給兩只手都印上智能皮膚，這樣用戶連續(xù)輸入句子時(shí)，預(yù)測(cè)的字母就會(huì)出現(xiàn)在界面上。

據(jù)一作Kyun Kyu Kim介紹，如果能將這類智能皮膚進(jìn)一步推廣到臉上，還能更精準(zhǔn)、高效低成本地識(shí)別用戶表情。

作者介紹

論文作者來自斯坦福大學(xué)、韓國(guó)科學(xué)技術(shù)院（KAIST）、首爾大學(xué)和韓國(guó)建國(guó)大學(xué)。

一作Kyun Kyu Kim，目前在斯坦福大學(xué)任博士后研究員，本科畢業(yè)于高麗大學(xué)，并在首爾大學(xué)獲得碩博學(xué)位。研究方向是人機(jī)交互，尤其是納米材料和機(jī)器智能相結(jié)合的制造技術(shù)。

通訊作者Sungho Jo，KAIST助理教授，碩博畢業(yè)于MIT，研究方向?yàn)橹悄軝C(jī)器人、人機(jī)交互、計(jì)算智能、計(jì)算神經(jīng)工程、仿生系統(tǒng)設(shè)計(jì)、仿生學(xué)習(xí)與控制等。

通訊作者Seung Hwan Ko，首爾大學(xué)副教授，主要研究下一代非傳統(tǒng)微/納米制造方法的開發(fā)，包括新材料開發(fā)、高分辨率直接制圖工藝開發(fā)和應(yīng)用開發(fā)等。

通訊作者鮑哲南，斯坦福大學(xué)化學(xué)工程、材料科學(xué)與工程教授，美國(guó)國(guó)家工程院院士，研究方向是利用化學(xué)、物理和材料科學(xué)開發(fā)人造電子皮膚。

你想好把這個(gè)智能皮膚用在哪里了嗎？

論文地址：
?https://www.nature.com/articles/s41928-022-00888-7