Hệ Thống Trí Tuệ Nhân Tạo Có Thể Nhận Biết Động Tac Tay Chính Xác

Một hệ thống trí tuệ nhân tạo (AI) mới có khả năng nhận biết động tác tay đã được các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ Nanyang, Singapore (NTU Singapore) phát triển. Công nghệ này hoạt động bằng cách kết hợp điện tử giống da với tầm nhìn máy tính.

Việc phát triển các hệ thống AI để nhận biết động tác tay của con người đã diễn ra trong khoảng 10 năm và hiện đang được sử dụng trong các robot phẫu thuật, thiết bị theo dõi sức khỏe và trong các hệ thống trò chơi.

Các hệ thống nhận biết động tác tay AI ban đầu chỉ dựa trên tầm nhìn, và các đầu vào từ cảm biến đeo đã được tích hợp để cải thiện chúng. Điều này được gọi là “kết hợp dữ liệu”. Một trong những khả năng cảm nhận được gọi là “cảm giác cơ thể”, và các cảm biến đeo có thể tái tạo nó.

Độ chính xác của việc nhận biết động tác tay vẫn còn khó đạt được do chất lượng dữ liệu thấp từ các cảm biến đeo. Điều này xảy ra do sự cồng kềnh và tiếp xúc kém với người dùng, cũng như các hiệu ứng của các vật thể bị chặn và ánh sáng kém.

Thử thách hơn nữa đến từ việc tích hợp dữ liệu trực quan và cảm giác, vì các tập dữ liệu không khớp nhau cần được xử lý riêng biệt và cuối cùng được hợp nhất vào cuối. Quá trình này không hiệu quả và dẫn đến thời gian phản hồi chậm hơn.

Đội ngũ NTU đã đưa ra một số cách để vượt qua những thách thức này, bao gồm việc tạo ra một hệ thống “kết hợp dữ liệu sinh học” dựa trên các cảm biến biến dạng giãn nở giống da được làm từ các ống nano carbon đơn tường. Đội ngũ cũng dựa vào AI như một cách để thể hiện cách da và tầm nhìn được xử lý cùng nhau trong não.

Ba phương pháp mạng nơ-ron đã được kết hợp thành một hệ thống để phát triển hệ thống AI. Ba loại mạng nơ-ron là: mạng nơ-ron tích chập, mạng nơ-ron thưa và mạng nơ-ron đa lớp.

Bằng cách kết hợp những điều này, đội ngũ có thể phát triển một hệ thống có khả năng nhận biết động tác tay của con người chính xác hơn so với các phương pháp khác.

Giáo sư Chen Xiaodon là tác giả chính của nghiên cứu. Ông đến từ Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại NTU.

“Kiến trúc kết hợp dữ liệu của chúng tôi có các tính năng sinh học độc đáo, bao gồm một hệ thống do con người tạo ra giống như hệ thống hợp nhất cảm giác cơ thể – tầm nhìn trong não. Chúng tôi tin rằng những tính năng này làm cho kiến trúc của chúng tôi độc đáo so với các phương pháp hiện có.”

Chen cũng là Giám đốc Trung tâm Thiết bị Linh hoạt Đổi mới (iFLEX) tại NTU.

“So với các cảm biến đeo cồng kềnh không tạo ra đủ tiếp xúc với người dùng để thu thập dữ liệu chính xác, đổi mới của chúng tôi sử dụng các cảm biến biến dạng giãn nở giống da gắn thoải mái vào da người. Điều này cho phép thu thập tín hiệu chất lượng cao, điều này rất quan trọng đối với các nhiệm vụ nhận biết chính xác”, Chen nói.

Các phát hiện từ đội ngũ gồm các nhà khoa học từ NTU Singapore và Đại học Công nghệ Sydney (UTS) đã được công bố vào tháng 6 trên tạp chí khoa học Nature Electronics.

Thử Nghiệm Hệ Thống

Đội ngũ đã thử nghiệm hệ thống AI sinh học với một robot được điều khiển bằng động tác tay. Robot đã được hướng dẫn qua một mê cung, và kết quả cho thấy hệ thống nhận biết động tác tay AI có thể hướng dẫn robot qua mê cung mà không có lỗi. Điều này so với hệ thống nhận biết dựa trên tầm nhìn, đã thực hiện 6 lỗi trong mê cung相同.

Thử nghiệm trong điều kiện kém, chẳng hạn như tiếng ồn và điều kiện ánh sáng kém, hệ thống AI vẫn duy trì độ chính xác cao. Tỷ lệ chính xác nhận biết đạt hơn 96,7%.

Tiến sĩ Wang Ming từ Trường Khoa học và Kỹ thuật Vật liệu tại NTU Singapore là tác giả chính của nghiên cứu.

“Bí mật đằng sau độ chính xác cao trong kiến trúc của chúng tôi nằm ở việc thông tin trực quan và cảm giác cơ thể có thể tương tác và bổ sung cho nhau ở giai đoạn đầu trước khi thực hiện giải thích phức tạp”, Ming nói. “Kết quả là hệ thống có thể thu thập thông tin hợp lý với ít dữ liệu dư thừa và ít mơ hồ nhận thức, dẫn đến độ chính xác tốt hơn.”

Theo quan điểm độc lập từ Giáo sư Markus Antonietti, Giám đốc Viện Max Planck về Colloid và Giao diện ở Đức, “Các phát hiện từ bài báo này mang chúng ta một bước tiến gần hơn đến một thế giới thông minh và được hỗ trợ bởi máy móc hơn. Giống như sự phát minh của điện thoại thông minh đã cách mạng hóa xã hội, công việc này mang lại cho chúng ta hy vọng rằng chúng ta có thể một ngày nào đó kiểm soát toàn bộ thế giới xung quanh với độ tin cậy và chính xác cao thông qua một động tác.”

“Có vô số ứng dụng cho công nghệ này trên thị trường để hỗ trợ tương lai này. Ví dụ, từ điều khiển robot từ xa trong các nơi làm việc thông minh đến các bộ xương ngoài cho người già.”

Đội ngũ nghiên cứu sẽ hiện đang làm việc trên một hệ thống VR và AR dựa trên hệ thống AI sinh học.