如今，人工智能逐漸與聲音、視覺等人類感官融合，使人們之間的交流更便捷。但是，將人工智能與人類的觸覺融合仍具有挑戰(zhàn)性。
（來源：Proceedings of Machine Learning Research）
圖|ReSkin大小如硬幣，易于制造（來源：PMLR）
為解決此項難題，meta AI聯(lián)合卡內基梅隆大學成功開發(fā)出一款多功能、可更換、持久耐用的觸感皮膚，并將其命名為ReSkin。它可以在應用過程中，將機器的觸覺傳感精度與靈敏度快速地提升。
（來源：Proceedings of Machine Learning Research）
相關論文以《多功能，可更換，持久的觸感皮膚》為題發(fā)表在Proceedings of Machine Learning Research上。
Mata AI客座研究員勞納克·布罕蘭，匹茲堡元人工智能研究中心博士后兼科學家苔絲·赫勒布雷克斯，卡內基梅隆大學機器人研究所教授梅爾·馬杰迪，卡內基梅隆大學機器人研究所副教授阿比納夫·古普塔為論文作者。
論文中提到，ReSkin依靠機器學習技術和磁傳感技術，具有廉價、多功能、耐用和可更換的優(yōu)勢。具體來講，ReSkin生產成本低廉，僅有2-3毫米厚，可與機器模型交互5萬多次。此外，它還具有高時空分辨率，精度高達百分之九十。
圖|ReSkin大小如硬幣，易于制造（來源：PMLR）
清薄、高精度的規(guī)格優(yōu)勢使它適用于各種的機器，如機器人手、觸覺手套、手臂袖子等。針對具體過程，ReSkin還可以為機器的滑動、投擲、捕捉和鼓掌等操作提供觸覺信號（高頻）。
當Reskin被應用于不同的產品時，會產生大量的相關數(shù)據(jù)，這可以助力研究人員提升其AI系統(tǒng)中的觸覺感知能力。
圖|應用ReSkin的傳感器在不同磁場下的頻率變化（來源：Proceedings of Machine Learning Research）
舉例來說，由于ReSkin是一種可以改變形狀的彈性薄片、且里面含有帶有磁性的微粒。當它的形狀發(fā)生變化時，會釋放出不同的磁性信號。研究者可以用磁強計測量這些變化，并使用數(shù)據(jù)驅動技術將測量到的數(shù)據(jù)轉化為接觸位置和施力大小等信息。
目前，很多的觸覺感知實驗都局限在一個傳感器層面。這是因為，ReSkin每更換一次，機器都需要建立新的模型，降低了傳輸效率。
而且，在不同的場景中，每個傳感器都需要用初始校準程序進行徹底的校準，與其單獨響應匹配。這意味著，校準程序也必須適應這些變化。
此外，隨著時間的推移，像ReSkin這樣的軟皮膚會變形，需要被更換，很難推廣應用于不同的交互場景。
為簡化Reskin替換流程，研究者對傳感器進行了三個方面的創(chuàng)新。
第一，研究者將傳感器內部電路從被動接口分離出來，與傳統(tǒng)測量電子設備之間不用進行電氣連接。這項操作有效提升了傳感器靈敏度，并且在更換磨損的ReSkin時就像貼貼紙那樣操作簡單。
第二，研究者用幾個傳感器的輸出數(shù)據(jù)將模型映射加以提升。通過該項操作，研究者可以利用更高的數(shù)據(jù)多樣性訓練模型。這有助于傳感器輸出更有效和更一般化的數(shù)據(jù)。
第三，受益于機器的自監(jiān)督學習模式，研究人員不必為每個新傳感器收集校準數(shù)據(jù)，而是使用少量未標記數(shù)據(jù)自動微調傳感器。
據(jù)了解，現(xiàn)有的基于相機的觸覺傳感器需要表面和相機之間具有極小的接觸距離，這導致機器更加笨重。相比之下，ReSkin可以覆蓋在人類和機器人的手和手臂上，這便于研究者開發(fā)出多功能、可擴展和廉價的觸感模塊。而這是現(xiàn)有人工智能觸覺系統(tǒng)都無法實現(xiàn)的。
為突出ReSkin的實用價值，并展示它能夠推進人工智能發(fā)展的獨特魅力，研究者將其應用于不同的機器場景之中。從抓取微小物體到測量狗腳施加的力，從建造寬覆蓋的連續(xù)ReSkin到測量野外接觸力，ReSkin都展示出它極高的靈活性與實用性。
雖然研究人員已展示出ReSkin在接觸定位和力預測方面的技術優(yōu)勢，但是，ReSkin未來仍然具有巨大的開發(fā)潛力。
本文的實驗是基于機器的單點接觸開展，科學家的目標是進一步研究多點接觸下ReSkin的應用情況。另一個有趣的未來發(fā)展方向是，具體分析外部磁場和金屬物體對ReSkin感知能力的影響。
此外，基于ReSkin具有400Hz的高時間分辨率，研究人員可以利用這一優(yōu)勢，使用動態(tài)時間序列數(shù)據(jù)打造出更優(yōu)質的機器模型?？傊?，科學家相信，ReSkin將促進機器的接觸感知能力，并能夠將其應用于實際。
