Электронный датчик кожи расшифровывает движения человека

Был разработан электронный датчик кожи с питанием от одного напряжения, который может улавливать движения человека на расстоянии. Датчик деформации, размещенный на запястье, декодирует сложные движения пяти пальцев в режиме реального времени с помощью виртуальной трехмерной руки, которая отражает исходные движения. Глубокая нейронная сеть, усиленная быстрым ситуационным обучением (RSL), обеспечивает стабильную работу вне зависимости от ее положения на поверхности кожи.

Традиционные подходы требуют нескольких сенсорных сетей, которые покрывают все криволинейные поверхности целевой области. В отличие от обычного изготовления на основе пластин, это лазерное изготовление обеспечивает новую парадигму восприятия для отслеживания движения. Измерительная система извлекает сигналы, соответствующие множественным движениям пальцев, создавая трещины в пленках металлических наночастиц с помощью лазерной технологии. Затем сенсорную накладку прикрепляли к запястью пользователя для обнаружения движения пальцев.

Концепция этого исследования началась с идеи о том, что точное определение одной области будет более эффективным для определения движений, чем прикрепление датчиков к каждому суставу и мышце. Чтобы эта стратегия нацеливания работала, необходимо точно захватить сигналы из разных областей в точке, где они все сходятся, а затем отделить информацию, запутанную в сходящихся сигналах. Чтобы максимально повысить удобство использования и мобильность пользователей, исследовательская группа использовала одноканальный датчик для генерации сигналов, соответствующих сложным движениям рук.

Система RSL собирает данные с произвольных частей запястья и автоматически обучает модель демонстрации в реальном времени с помощью виртуальной трехмерной руки, которая повторяет исходные движения. Чтобы повысить чувствительность сенсора, исследователи использовали лазерно-индуцированное растрескивание в наномасштабе.

Эта сенсорная система может отслеживать движение всего тела с помощью небольшой сенсорной сети и способствовать косвенному дистанционному измерению движений человека, что применимо для носимых систем виртуальной и дополненной реальности. Исследовательская группа проанализировала шаблоны сигналов датчика в скрытом пространстве, инкапсулирующем временное поведение датчика, а затем они сопоставили скрытые векторы с метрическими пространствами движения пальцев.

Система расширяема на другие части тела; например, он способен извлекать движения походки из таза. Ожидается, что эта технология найдет применение в мониторинге здоровья, отслеживании движения и программной робототехнике.