Inženýři vyvinuli systém rozpoznávání ruky na základě umělé inteligence

Inženýři z Kalifornské univerzity v Berkeley vyvinuli zařízení, které může rozpoznat ruky na základě elektrických signálů detekovaných v předloktí. Tento nově vyvinutý systém je výsledkem nositelných biosenzorů a umělé inteligence (AI) a mohl by vést k lepšímu ovládání protéz a interakci mezi člověkem a počítačem.

Ali Moin byl součástí designérského týmu a je doktorandem na katedře elektrotechniky a počítačových věd UC Berkeley. Moin je také spolueditor výzkumné práce publikované online 21. prosince v časopise Nature Electronics.

“Protézy jsou jedním z důležitých aplikací této technologie, ale kromě toho nabízí také velmi intuitivní způsob komunikace s počítači,” řekl Moin. “Čtení ruky je jedním ze způsobů, jak zlepšit interakci mezi člověkem a počítačem. A zatímco existují i jiné způsoby, jak to udělat, například pomocí kamer a počítačového vidění, tato je dobrá řešení, která také zachovává soukromí jednotlivce.”

Systém rozpoznávání ruky

Tým spolupracoval s Anou Arias, profesorkou elektrotechniky na UC Berkeley, během vývoje systému. Společně navrhli a vytvořili flexibilní náramkovou pásku schopnou číst elektrické signály na 64 různých místech na předloktí. Tyto elektrické signály byly poté zavedeny do elektrické čipky naprogramované algoritmem AI. Tento algoritmus může identifikovat signální vzory v předloktí, které pocházejí z konkrétních ruky.

Algoritmus byl schopen identifikovat 21 jednotlivých ruky.

“Když chcete, aby vaše svaly v ruce se stáhly, váš mozek posílá elektrické signály přes neurony v krku a ramenou do svalových vláken v rukou,” řekl Moin. “V podstatě to, co elektrody v manžetě detekují, je tento elektrický pole. Není to tak přesné, v tom smyslu, že nemůžeme určit, které exact vlákna byly spuštěna, ale s vysokou hustotou elektrod může stále učit rozpoznávat určité vzory.”

Algoritmus AI se nejprve naučí identifikovat elektrické signály v ruce a jejich odpovídající ruky, což vyžaduje, aby uživatel nosil zařízení, zatímco dělá tyto ruky. Další krok, systém spoléhá na hyperdimenzionální výpočetní algoritmus, který je pokročilou AI, která se neustále aktualizuje. Tato pokročilá technologie umožňuje systému opravovat se s novými informacemi, jako jsou pohyby paže nebo pot.

“Při rozpoznávání ruky se vaše signály budou měnit v čase, a to může ovlivnit výkon vašeho modelu,” řekl Moin. “Byli jsme schopni výrazně zlepšit klasifikační přesnost aktualizací modelu na zařízení.”

https://www.youtube.com/watch?v=z3D9WBfUKsQ&feature=emb_title

Místní výpočet na čipu

Další působivou funkcí zařízení je, že veškeré výpočty probíhají na čipu, což znamená, že žádná osobní data nejsou přenášena na jiná zařízení. To vede k rychlejšímu výpočtu a chráněným biologickým údajům.

Jan Rabaey je Donald O. Pedersen Distinguished Professor of Electrical Engineering na UC Berkeley a senior autor článku.

“Když Amazon (AMZN ) nebo Apple (AAPL ) vytvářejí své algoritmy, spouštějí spoustu softwaru v cloudu, který vytváří model, a poté se model stáhne na vaše zařízení,” řekl Jan Rabaey. “Problém je, že poté jste uvízli s tím konkrétním modelem. V našem přístupu jsme implementovali proces, při kterém se učení provádí na zařízení samotném. A je to extrémně rychlé: stačí to udělat pouze jednou, a začne fungovat. Ale pokud to uděláte vícekrát, může se zlepšit. Takže se neustále učí, stejně jako lidé.”

Podle Rabaeye by zařízení mohlo být komercializováno po několika málo drobných změnách.

“Většina těchto technologií již existuje jinde, ale to, co je jedinečné na tomto zařízení, je, že integruje biosenzory, signální zpracování a interpretaci a umělou inteligenci do jednoho systému, který je relativně malý a flexibilní a má nízký rozpočet energie,” řekl Rabaey.