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研究前沿:Nature Electronics-电子皮肤 | 机器学习

今日新材料 今日新材料 2023-01-06

在机器学习machine learning帮助下,电子设备(包括电子手套和电子皮肤)可以跟踪人手的运动,并执行物体和手势识别等任务。然而,这种装置仍然体积庞大,并且缺乏适应身体曲率的能力。此外,现有信号处理模型需要大量的标记数据,以识别每个用户的个人任务。

今日,美国 斯坦福大学(Stanford University)Kyun Kyu Kim,鲍哲南Zhenan Bao等,韩国科学技术院(Korea Advanced Institute of Science and Technology)Min Kim,Sungho Jo等,首尔大学(Seoul National University)Seung Hwan Ko等,在Nature Electronics上发文,报道了一种无底物的纳米网受体,并融合无监督的元学习体系,可以提供独立于用户的、数据高效的不同手部任务的识别。
这种纳米网器件,是由生物相容性材料制成,可以直接打印在人的手上,通过将皮肤拉伸的电阻微小变化转化为本体感受,用以模拟人类皮肤感受器。单个纳米网,可以同时测量多个关节的手指运动,提供简单的用户实现和低计算成本。
还开发了一种依赖于时间的对比学习算法,该算法可以区分不同的未标记运动信号。然后,这种元学习信息用于快速适应各种用户和任务,包括命令识别、键盘输入和对象识别。

A substrate-less nanomesh receptor with meta-learning for rapid hand task recognition.
一种具有元学习功能的无基底纳米网格受体,用于快速识别手部任务。


图1:人工感官智能系统。


图2:纳米网格和器件性能。


图3:时间依存对比time-dependent contrastive,TD-C学习原理和学习性能的实验结果。


图4:快速适应各种日常任务的实验演示。


文献链接
https://www.nature.com/articles/s41928-022-00888-7
DOI: https://doi.org/10.1038/s41928-022-00888-7
本文译自Nature。

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