萧箫 发自 凹非寺
量子位 报道 | 公众号 QbitAI

你的行动，全都在这双袜子的掌控之中：

无论是单脚站立、还是扭腰、走路，这双袜子都能通过脚上压力的变化，来预测你的行动：

最关键的是，材料制造简单。

不需要集成大量高精度传感器，用织衣服的方法，就能做出检测效果非常棒的袜子。

这双有着“超能力”的袜子，由MIT开发，现在登上了Nature子刊：

这样准确的预测效果，到底是怎么做到的？

结合AI，准确预测各种姿势

袜子的运动检测原理，本身很简单：

利用机器学习，将人体姿势、与触觉脚印关联起来，从而预测人体的运动。

这是因为，人在从一个姿势，改变成另一个姿势时，由于脚上的压力发生变化（如重心从右脚转移到左脚），触觉脚印也会发生相应变化。

通过采集大量数据、利用自监督学习，对模型进行训练，就能预测人体的运动：

然而，如何才能让这种织物，既能大量生产、又能保证检测精细？

要知道，批量生产的话，就不可能再精准地对传感器位置一个个进行设计。

为此，这双袜子采用了2种织物混合制成。

包括普通纺织纤维腈纶纱、与能够传感力度的功能性纤维。

如图，功能性纤维中包含有力度传感材料。

因此，这种袜子既保留了袜子本身的柔软性，又具有检测动作的能力。

两条织线之间，会有交叠。

因此，当感知到负载压力的时候，两条线就会相互挤压，里面的传感材料就能通过交叉点，感知到力度的大小。

此前，许多可穿戴设备，需要大量高精度传感器，才能保证测量的准确性。

但与现有的可穿戴电子设备不同，这种袜子的设计，可以被用于大型服装生产中，极大降低成本。

不过，这种袜子在生产时，也可能会出现一些问题。

如果批量制造的话，有些袜子的传感器，可能会无法正常工作。

这时候，就需要结合机器学习算法，来识别和调整袜子中的某些传感器，来及时找出工作不了的传感器部分。

具体检测效果，也确实不错。

例如，扭扭腰。系统预测的动作和正在做的动作，几乎完全一致：

下蹲。机器所预测的姿势，也几乎与真正的姿势完全一样：

试试走路？就连步态、步幅也都基本一致：

再来看看下楼梯。除了步幅以外，其他也基本是完全一样了。

而且，这种智能织物，还不止能用在袜子上。

还有背心、膝盖、手套系列

除了智能袜子，来自MIT的研究人员，还搞出了背心、膝盖、手套等各种系列的智能织物：

这套神奇的衣服，原理基本与袜子一样，也是由类似的织物构成。

感知到压力后，利用两条织线交叠产生的压力，就能对人所做的动作进行预测。

这套衣服，可以用于病人的运动和康复训练。

如果家属允许，可以用来监护病人在医院、病患的健康状况，以免他们在独处时跌倒、或者是失去意识。

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当然，也能给机器人穿。

通过学习这套衣服中的数据，机器也许就能理解，人类是如何做动作的，从而学会做出各种不同的动作。

有了这套衣服，机器人也许就能“拥有”触觉。

这项研究的第一作者，是一名来自MIT的华人博士小姐姐Yiyue Luo。

Yiyue Luo中学毕业于广州市执信中学，曾在伊利诺伊大学香槟分校就读本科，目前是一名MIT的博士三年级学生。

她的研究方向，是制造、智能织物和触觉传感。

论文二作Yunzhu Li，MIT四年级博士生，本科毕业于北京大学计算机科学系，研究兴趣是计算机视觉、机器学习和机器人。

此外，Pratyusha Sharma、Wan Shou、Kui Wu、Michael Foshey、Beichen Li、Tomás Palacios、Antonio Torralba、Wojciech Matusik也参与了论文的研究。

网友：袜子也有WiFi了

一位网友苦思冥想，给这双AI袜子起了个名字：神经袜子（Neuro socks）……

还有网友调侃：我的袜子马上就有WiFi了！

不过，也有网友表示担心。

他认为，这种袜子可能会在未来监测我们的活动：这样不好。

你想拥有一双这样的袜子吗？

论文地址：
https://www.nature.com/articles/s41928-021-00558-0

参考链接：
[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/