機(jī)器人革命已經(jīng)來(lái)臨，它以人類可以接受的社交機(jī)器人的形式出現(xiàn)，如家庭，學(xué)校，辦公室和公共場(chǎng)所中的自主機(jī)器人，以人類可感知的方式與人類和其他機(jī)器人進(jìn)行交互，解決與人類核心需求相關(guān)的任務(wù)。

為了設(shè)計(jì)可以“理解”人類的社交機(jī)器人，機(jī)器人研究人員轉(zhuǎn)向研究人類交流心理學(xué)?？的螤柎髮W(xué)的研究人員認(rèn)為，將觸摸感嵌入社交機(jī)器人可以教會(huì)他們檢測(cè)物理互動(dòng)和手勢(shì)。他們描述了一種不依靠觸摸而是依靠視覺(jué)的方式。

機(jī)器人內(nèi)部的USB攝像頭捕獲機(jī)器人表面上的手勢(shì)陰影，并使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對(duì)其進(jìn)行分類。他們將這種方法稱為ShadowSense，將其定義為視覺(jué)和觸摸之間的一種形式，將“高分辨率和低成本的視覺(jué)傳感帶入觸摸感官體驗(yàn)中?！?/p>

康奈爾大學(xué)機(jī)械與航天工程學(xué)院Sibley學(xué)院的研究人員Guy Hoffman表示：社交或交互式機(jī)器人中的觸摸感應(yīng)通常是通過(guò)力傳感器或電容傳感器實(shí)現(xiàn)的。他的團(tuán)隊(duì)所實(shí)現(xiàn)方法的缺點(diǎn)是，即使要達(dá)到粗糙的空間分辨率，也需要在小范圍內(nèi)使用許多傳感器。

但是，Hoffman和他的合作者使用非剛性充氣機(jī)器人時(shí)，安裝了消費(fèi)級(jí)USB相機(jī)，并在相機(jī)上安裝了魚(yú)眼鏡頭，以提供更廣闊的視野。

Hoffman說(shuō)：“鑒于機(jī)器人是空心的，并且皮膚柔軟而透明，我們可以通過(guò)觀察觸摸機(jī)器人的人的陰影來(lái)進(jìn)行互動(dòng)，并且我們能夠以非常高的精度做到這一點(diǎn)。”他們使用深層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)解釋陰影，該機(jī)器人能夠解釋六種不同的手勢(shì)，包括單手或兩只手的觸摸、指向、擁抱和拳打，其準(zhǔn)確度為87.5％至96％，關(guān)鍵取決于光線情況。

Hoffman說(shuō)，在當(dāng)前的迭代中，ShadowSense在弱光條件下表現(xiàn)不佳。環(huán)境噪聲或周圍物體的陰影也會(huì)干擾圖像分類。Hoffman說(shuō)：“我認(rèn)為，如果要做成一種商業(yè)產(chǎn)品，我們必須在圖像檢測(cè)方面做得更好?！?/p>

實(shí)際上，研究人員使用遷移學(xué)習(xí)（在一個(gè)新問(wèn)題中重用了預(yù)先訓(xùn)練的深度學(xué)習(xí)模型）進(jìn)行圖像分析。Hoffman說(shuō)：“多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題之一是你需要大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)才能做出準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。顯然，我們沒(méi)有數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的人觸摸空心的、可充氣的機(jī)器人的樣本數(shù)據(jù)。但我們可以使用經(jīng)過(guò)訓(xùn)練的，經(jīng)過(guò)通用圖像訓(xùn)練的網(wǎng)絡(luò)，這樣我們就擁有數(shù)十億個(gè)圖像，并且僅使用我們自己的數(shù)據(jù)集來(lái)對(duì)網(wǎng)絡(luò)的最后一層進(jìn)行重新訓(xùn)練?！?/p>

原文標(biāo)題：可見(jiàn)觸摸：相機(jī)如何幫助機(jī)器人感覺(jué)

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