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我們必不可少的衣物可以說是最好的可穿戴設(shè)備。

從懷表到手表，再到智能手表，既有時代變遷之下的需求導(dǎo)向，也是可穿戴技術(shù)顯著發(fā)展的結(jié)果。

起初廠商們多以「腕帶+手機(jī)=智能手表」的思路設(shè)計(jì)智能手表，經(jīng)過幾十年發(fā)展，智能手表形態(tài)上更為簡約輕便，功能上也越來越豐富，不僅限于為手機(jī)做輔助，也逐漸有了監(jiān)測運(yùn)動、睡眠、壓力、血氧飽和度、心率等數(shù)據(jù)的功能。

有這樣兩個問題：

對于沒有手表佩戴習(xí)慣的群體，哪些可穿戴產(chǎn)品適合運(yùn)動時佩戴？不集成大量高精度傳感器的前提下，可穿戴產(chǎn)品如何很好地監(jiān)測運(yùn)動、獲取反饋數(shù)據(jù)？

對此，MIT 給出了一個解決方案——我們必不可少的衣物可以說是最好的可穿戴設(shè)備，因此可以利用特殊纖維設(shè)計(jì)衣物，穿戴后可通過接觸用戶身體感知其動作，完成數(shù)據(jù)反饋。

前不久，相關(guān)研究成果發(fā)表于 Nature 子刊 Nature Electronics（《自然-電子學(xué)》），題為 Learning human–environment interactions using conformal tactile textiles（使用適形觸覺紡織品學(xué)習(xí)人類與環(huán)境的互動）。

論文作者來自于 MIT 計(jì)算機(jī)科學(xué)與人工智能實(shí)驗(yàn)室（CSAIL）、微系統(tǒng)技術(shù)實(shí)驗(yàn)室及電子工程與計(jì)算機(jī)科學(xué)系。

1、「適形觸覺紡織品」長啥樣？

論文標(biāo)題里的「適形觸覺紡織品」可以有哪些形式，MIT 在一段視頻里進(jìn)行了展示。

它可以是一雙襪子：

可以是一副手套：

一件背心：

準(zhǔn)確地來講，MIT 團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)的是一個基于紡織品的觸覺學(xué)習(xí)平臺，可以用來記錄、監(jiān)測和學(xué)習(xí)人與環(huán)境的互動。

2、利用機(jī)器學(xué)習(xí)進(jìn)行傳感校正

那么，MIT 團(tuán)隊(duì)具體是如何設(shè)計(jì)這種新型可穿戴產(chǎn)品的呢？

論文介紹，「適形觸覺紡織品」的原材料中包含了一種價格低廉的壓阻纖維（此外亦有常規(guī)的紡織纖維）。

經(jīng)由機(jī)器編制，就可以形成任意的三維幾何形狀，這一過程完全由機(jī)器自動完成。

在此基礎(chǔ)上，研究團(tuán)隊(duì)得到了一個大型觸覺數(shù)據(jù)集，有著超 100 萬個觸覺框架，包含人與環(huán)境的多種交互以及與機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)相結(jié)合的各種應(yīng)用。

通過數(shù)據(jù)收集，研究團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一個自監(jiān)督數(shù)據(jù)修正范式來規(guī)范響應(yīng)。

研究團(tuán)隊(duì)利用下圖中這只“校準(zhǔn)手套”作為一種靈活的“尺度”，用以糾正形狀更為復(fù)雜的、面積更大的「觸覺紡織品」。

數(shù)據(jù)表明，這種由 AI 驅(qū)動的傳感紡織品可以對包括坐姿、動作在內(nèi)的多種與環(huán)境的互動進(jìn)行分類。僅通過數(shù)據(jù)，即可恢復(fù)動態(tài)全身姿態(tài)，從而分析環(huán)境空間信息、發(fā)現(xiàn)生物力學(xué)特征。

如下圖所示，不論是抬腿、平地走路，還是彎腰、轉(zhuǎn)身、上下樓梯等動作，系統(tǒng)都能做出穩(wěn)定預(yù)測。