MIT：這雙AI襪子，暴露了你的行動丨Nature子刊
華人博士小姐姐一作
蕭簫 發自 凹非寺
量子位 報道 | 公眾號 QbitAI
你的行動，全都在這雙襪子的掌控之中：
無論是單腳站立、還是扭腰、走路，這雙襪子都能通過腳上壓力的變化，來預測你的行動：
最關鍵的是，材料制造簡單。
不需要集成大量高精度傳感器，用織衣服的方法，就能做出檢測效果非常棒的襪子。
這雙有著“超能力”的襪子，由MIT開發，現在登上了Nature子刊：
這樣準確的預測效果，到底是怎么做到的？
結合AI，準確預測各種姿勢
襪子的運動檢測原理，本身很簡單：
利用機器學習，將人體姿勢、與觸覺腳印關聯起來，從而預測人體的運動。
這是因為，人在從一個姿勢，改變成另一個姿勢時，由于腳上的壓力發生變化（如重心從右腳轉移到左腳），觸覺腳印也會發生相應變化。
通過采集大量數據、利用自監督學習，對模型進行訓練，就能預測人體的運動：
然而，如何才能讓這種織物，既能大量生產、又能保證檢測精細？
要知道，批量生產的話，就不可能再精準地對傳感器位置一個個進行設計。
為此，這雙襪子采用了2種織物混合制成。
包括普通紡織纖維腈綸紗、與能夠傳感力度的功能性纖維。
如圖，功能性纖維中包含有力度傳感材料。
因此，這種襪子既保留了襪子本身的柔軟性，又具有檢測動作的能力。
兩條織線之間，會有交疊。
因此，當感知到負載壓力的時候，兩條線就會相互擠壓，里面的傳感材料就能通過交叉點，感知到力度的大小。
此前，許多可穿戴設備，需要大量高精度傳感器，才能保證測量的準確性。
但與現有的可穿戴電子設備不同，這種襪子的設計，可以被用于大型服裝生產中，極大降低成本。
不過，這種襪子在生產時，也可能會出現一些問題。
如果批量制造的話，有些襪子的傳感器，可能會無法正常工作。
這時候，就需要結合機器學習算法，來識別和調整襪子中的某些傳感器，來及時找出工作不了的傳感器部分。
具體檢測效果，也確實不錯。
例如，扭扭腰。系統預測的動作和正在做的動作，幾乎完全一致：
下蹲。機器所預測的姿勢，也幾乎與真正的姿勢完全一樣：
試試走路？就連步態、步幅也都基本一致：
再來看看下樓梯。除了步幅以外，其他也基本是完全一樣了。
而且，這種智能織物，還不止能用在襪子上。
還有背心、膝蓋、手套系列
除了智能襪子，來自MIT的研究人員，還搞出了背心、膝蓋、手套等各種系列的智能織物：
這套神奇的衣服，原理基本與襪子一樣，也是由類似的織物構成。
感知到壓力后，利用兩條織線交疊產生的壓力，就能對人所做的動作進行預測。
這套衣服，可以用于病人的運動和康復訓練。
如果家屬允許，可以用來監護病人在醫院、病患的健康狀況，以免他們在獨處時跌倒、或者是失去意識。
當然，也能給機器人穿。
通過學習這套衣服中的數據，機器也許就能理解，人類是如何做動作的，從而學會做出各種不同的動作。
有了這套衣服，機器人也許就能“擁有”觸覺。
這項研究的第一作者，是一名來自MIT的華人博士小姐姐Yiyue Luo。
Yiyue Luo中學畢業于廣州市執信中學，曾在伊利諾伊大學香檳分校就讀本科，目前是一名MIT的博士三年級學生。
她的研究方向，是制造、智能織物和觸覺傳感。
論文二作Yunzhu Li，MIT四年級博士生，本科畢業于北京大學計算機科學系，研究興趣是計算機視覺、機器學習和機器人。
此外，Pratyusha Sharma、Wan Shou、Kui Wu、Michael Foshey、Beichen Li、Tomás Palacios、Antonio Torralba、Wojciech Matusik也參與了論文的研究。
網友：襪子也有WiFi了
一位網友苦思冥想，給這雙AI襪子起了個名字：神經襪子（Neuro socks）……
還有網友調侃：我的襪子馬上就有WiFi了！
不過，也有網友表示擔心。
他認為，這種襪子可能會在未來監測我們的活動：這樣不好。
你想擁有一雙這樣的襪子嗎？
論文地址：
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00558-0
參考鏈接：
[1]https://www.csail.mit.edu/news/smart-clothes-can-measure-your-movements
[2]https://twitter.com/MIT_CSAIL/status/1375505517917786119
[3]https://yyueluo.com/
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