Smart Skin использует искусственный интеллект для мгновенной интерпретации движений рук

Исследователи из Стэнфордского университета разработали smart skin — новый тип эластичного биосовместимого материала, который распыляется на тыльную сторону ладони, как спрей для загара. В сетку материала встроена крошечная электрическая сеть, чувствующая, как кожа растягивается и изгибается.

Используя искусственный интеллект, такая кожа может помочь исследователям понять многочисленные повседневные задачи по движениям рук и жестам. Ученые считают, что такая наработка будет иметь практическое применение в таких областях, как спорт, телемедицина, робототехника и игровая сфера.

Основной инновацией является электрочувствительная распыляемая сетка. Она встроена в прочный, но одновременно эластичный материал — полиуретан. Сетка состоит из миллионов нанопроводов, контактирующих друг с другом, образуя динамические электрические пути. Эта сетка электрически активна, биосовместима, дышащая и остается на коже, пока ее не смыть водой с мылом. Сетка точно повторяет морщинки и складки поверхности кожи.

"Когда пальцы сгибаются и разгибаются, нанопровода в сетке сжимаются и растягиваются, изменяя электропроводность сетки. Эти изменения можно измерить и проанализировать, чтобы точно определить, как двигается рука, палец или сустав", — пояснила проф. Стэнфордский университет Женань Бао, которая является старшим автором исследования.

Ученые решили выбрать способ распыление непосредственно на кожу, чтобы сетка хранилась без подкладки. Это ключевое инженерное решение устранило нежелательную неточность движений и позволило использовать единственный след ведущей сетки для создания информации о суставах пальцев.

Благодаря машинному обучению, компьютеры могут отслеживать изменения в моделях проводимости и отображать эти перемены для конкретных физических движений и жестов. Например, введите X на клавиатуре, и алгоритм научится распознавать эту задачу по изменению моделей электропроводности. После соответствующего обучения алгоритму больше не требуется физическая клавиатура. Эти же принципы можно использовать для распознавания языка жестов или даже для распознавания объектов на ощупь.