MIT：这双AI袜子，暴露了你的行动丨Nature子刊
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。
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/