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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(yù)測你的行動：

最關(guān)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(fā)，現(xiàn)在登上了Nature子刊：

這樣準(zhǔn)確的預(yù)測效果，到底是怎么做到的？

結(jié)合AI，準(zhǔn)確預(yù)測各種姿勢

襪子的運動檢測原理，本身很簡單：

利用機器學(xué)習(xí)，將人體姿勢、與觸覺腳印關(guān)聯(lián)起來，從而預(yù)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(fā)生變化（如重心從右腳轉(zhuǎn)移到左腳），觸覺腳印也會發(fā)生相應(yīng)變化。

通過采集大量數(shù)據(jù)、利用自監(jiān)督學(xué)習(xí)，對模型進行訓(xùn)練，就能預(yù)測人體的運動：

然而，如何才能讓這種織物，既能大量生產(chǎn)、又能保證檢測精細(xì)？

要知道，批量生產(chǎn)的話，就不可能再精準(zhǔn)地對傳感器位置一個個進行設(shè)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(dāng)感知到負(fù)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(shè)備，需要大量高精度傳感器，才能保證測量的準(zhǔn)確性。

但與現(xiàn)有的可穿戴電子設(shè)備不同，這種襪子的設(shè)計，可以被用于大型服裝生產(chǎn)中，極大降低成本。

不過，這種襪子在生產(chǎn)時，也可能會出現(xiàn)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(jié)合機器學(xué)習(xí)算法，來識別和調(diào)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(tǒng)預(yù)測的動作和正在做的動作，幾乎完全一致：

下蹲。機器所預(yù)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(tài)、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(gòu)成。

感知到壓力后，利用兩條織線交疊產(chǎn)生的壓力，就能對人所做的動作進行預(yù)測。

這套衣服，可以用于病人的運動和康復(fù)訓(xùn)練。

如果家屬允許，可以用來監(jiān)護病人在醫(yī)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(dāng)然，也能給機器人穿。

通過學(xué)習(xí)這套衣服中的數(shù)據(jù)，機器也許就能理解，人類是如何做動作的，從而學(xué)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(xué)畢業(yè)于廣州市執(zhí)信中學(xué)，曾在伊利諾伊大學(xué)香檳分校就讀本科，目前是一名MIT的博士三年級學(xué)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(yè)于北京大學(xué)計算機科學(xué)系，研究興趣是計算機視覺、機器學(xué)習(xí)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(wǎng)友：襪子也有WiFi了

一位網(wǎng)友苦思冥想，給這雙AI襪子起了個名字：神經(jīng)襪子（Neuro socks）……

還有網(wǎng)友調(diào)侃：我的襪子馬上就有WiFi了！

不過，也有網(wǎng)友表示擔(dān)心。

他認(rèn)為，這種襪子可能會在未來監(jiān)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