看得見的手!機械義肢能辨認 500 項物件並自動調整手勢

工程師們常收到抱怨設計出來的東西不能真正滿足使用者需求,但是設計的改良需要一套循序漸進的過程,其實工程師也想要貼心,也想越來越懂你。
評論
Photo credit: New Castle University
Photo credit: New Castle University
評論

原文《這個長了眼睛的機械手,無需特殊編程就能抓 500 種東西》刊登於 PingWest,作者 liuxuan,INSIDE 獲授權轉載。

工程師們常收到抱怨設計出來的東西不能真正滿足使用者需求,但是設計的改良需要一套循序漸進的過程,其實工程師也想要貼心,也想越來越懂你。

不然為什麼要給這個機械手裝上眼睛?

不要小看這個眼睛的作用,在長眼睛之前,機器手需要你告訴它每樣東西都該怎麼抓,否則它就胡亂抓。想像一下你閉著眼睛找東西的樣子,大概就是這樣。

機器手是本來就有的,攝影鏡頭和圖像識別技術也是本來就有的,但是把這三樣已知技術結合在一起,就解決了義肢 「瞎抓」 的問題。這是 英國新堡大學 生物醫學研究人員想出來的主意:把一個可以進行圖像識別的攝影鏡頭搭在一個義肢原型上。

使用已經開發好的電腦視覺技術,研究人員通過深度學習訓練這個攝影鏡頭識別 500 個物體。比如當使用者想要拿起一個杯子,不需要自己向義肢輸入任何訊號,在你把手伸向杯子的過程中,義肢的攝影機會對眼前的物體拍照,在後台識別,然後根據深度學習訓練的結果判斷這個物體應該怎麼抓,再把手型調整到相應的抓握形狀(比如拿起一支筆需要夾持的動作,拿起一杯水需要握住杯柄垂直移動),最後一步根據用戶的肌肉放電訊號確認抓力。

新堡大學生物醫學講師 Kianoush Nazarpour 博士說,「使用電腦視覺,我們開發出一種能夠自動反應的仿生手,實際上就像一隻真正的手,用戶可以快速地使用對的方法去拿一杯水或者一塊餅乾。」

「這個系統的優勢在於它更靈活,能夠拾取新鮮的物體。這是相當重要的,因為在日常生活中,人們需要毫不費力地拿起他們從未見過的各種物品。」

目前已有的義肢,通常需要使用者用各種方式傳達一些信號才能做出相應的動作反饋,也就是不管透過什麼方式,你需要告訴你的義肢你要拿什麼。

比如在肩部或者斷肢位置接入電極陣列用來讀取肌肉活動,在感知皮層植入電極陣列用於感知用戶的想法,隨後透過感應器發出手勢信號,告訴義肢該怎麼行動。這種把測量神經信號的感應器植入肌肉內部應該是目前最先進、最昂貴的義肢了。

美國國防高等研究計劃署( DARPA)在 2016 年底上市的 LUKE 就是這樣的義肢。 DARPA 希望 LUKE 是那種佩戴之後你可以用大腦控制的義肢,只要腦子想做出什麼動作,機械手就會對應去完成,目前已知 LUKE 已經可以完成吃漢堡、拿鑰匙開門、刷牙梳頭、吃漢堡,甚至是拉拉鍊這種很細節的動作。

這的確是一種理想的生物手替代品,但是這樣的高級手並不是每一個需要義肢的人都能負擔的起。先前有傳言稱一隻 LUKE 的價格大概在 10 萬美元左右。

給機械手裝上眼睛讓它自己去看,相對來說就便宜多了。

根據新堡大學研究人員的說法,安裝了眼睛的義肢,反應速度要比市場上大多數義肢快 10 倍左右。而且也很便宜,這個義肢的眼睛使用的僅是一個普通的羅技

攝影鏡頭,用於圖像識別訓練的 AI 模型也可說是很廉價的。

最重要的是,使用者可能不太需要動什麼腦子去跟義肢對話和溝通,一些交給義肢自己解決。

不過也不是說它就是完美的,首先用於識別的神經網路不能做到完全準備,目前只有大約 80%-90% 的準確率;其次如果真的實現大規模應用的話,除了長眼睛之外,這只手最好還要長腦子,能做到記憶和自主學習,而不僅僅是依賴工程師不斷的餵標籤數據。

世界這麼大,需要把握的東西太多,一隻 遲鈍的機械手也許還是會錯失一些機遇和幸運。知道怎麼撿起地上掉的錢包,卻不知道怎麼撿起剛飄落的一朵花,也是一件挺遺憾的事情。


精選熱門好工作

行銷企劃專員 (網站活動)

VeryBuy非常勸敗
臺北市.台灣

獎勵 NT$20,000

資深行銷專員(MK)

台灣樂天市場
臺北市.台灣

獎勵 NT$20,000

資深產品經理 (PM, PO)

VeryBuy非常勸敗
臺北市.台灣

獎勵 NT$20,000

評論