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机器人使用摄像头和阴影感应人的触摸黑河

时间：2022年11月24日

机器人使用摄像头和阴影感应人的触摸

软机器人可能与人的感觉没有联系，但它们在感知人的感觉方面变得越来越好。

康奈尔大学的研究人员创建了一种低成本的方法，使柔软，可变形的机器人可以检测各种物理交互，从拍子到拳头再到拥抱，而无需完全依靠触摸。取而代之的是，位于机器人内部的USB摄像头捕获手势在机器人皮肤上的影子运动，并使用机器学习软件对其进行分类

该小组的论文“ ShadowSense：使用阴影图像分类在社交机器人中检测人的触摸”发表在交互，移动，可穿戴和普适技术的计算机协会论文集上。该论文的主要作者是博士生胡玉涵。

新的ShadowSense技术是人机协作与同伴实验室的最新项目，该论文的资深作者盖伊·霍夫曼是Sibley机械与航空航天工程学院的副教授。

该技术源自开发可充气机器人的工作的一部分，该机器人可以在紧急疏散过程中指导人们安全。这样的机器人将需要能够在极端条件和环境下与人类通信。想象一下，一个机器人通过检测人的手的压力来物理地将某人引导到嘈杂，烟雾smoke绕的走廊上。

该团队采取了一种违反直觉的方法，而不是安装大量的接触传感器-这会增加机器人的重量和复杂的布线，并且难以嵌入变形的皮肤中。为了衡量触感，他们望向远方。

胡说：“通过在机器人内部放置一个摄像头，我们可以通过观察阴影图像推断出该人是如何触摸它的，以及该人的意图是什么。” “我们认为那里存在着有趣的潜力，因为有许多社交机器人无法检测触摸手势。”

原型机器人由一个柔软的尼龙皮充气囊组成，该囊皮围绕圆柱形骨架伸展，该骨架安装在可移动的基座上。机器人皮肤下是一个USB摄像头，该摄像头连接到笔记本电脑。

研究人员开发了一种基于神经网络的算法，该算法使用先前记录的训练数据来区分六种触摸手势-手掌触摸，拳打，两只手触摸，拥抱，指向和完全不触摸-准确度为87.5至96％，取决于照明。

可以对机器人进行编程以响应某些触摸和手势，例如滚开或通过扬声器发出消息。机器人的皮肤有可能变成交互式屏幕。

胡说，通过收集足够的数据，可以训练机器人识别更大范围的交互词汇，这些词汇是根据机器人的任务量身定制的。

机器人甚至不必是机器人。ShadowSense技术可以并入其他材料中，从而将它们转变为触敏设备。

除了为复杂的技术挑战提供简单的解决方案，并使机器人更易于启动之外，ShadowSense还提供了在当今高科技时代越来越罕见的舒适性：隐私。

胡锦涛说：“如果机器人只能以阴影的形式看到你，它就可以检测到你在做什么，而无需拍摄高保真度的外观图像。” “这为您提供了物理过滤和保护，并提供了心理上的舒适感。”

该研究得到了美国国家科学基金会国家机器人计划的支持。