Инженеры из Калифорнийского университета в Беркли (США) разработали устройство, которое может распознавать жесты рук по электрическим сигналам, обнаруженным в предплечье. Систему, которая объединяет носимые биосенсоры с искусственным интеллектом (ИИ), однажды можно будет использовать для управления протезами или для взаимодействия практически с любым типом электронных устройств (например, печать на компьютере без клавиатуры), сообщает пресс-служба вуза. Статья с описанием устройства опубликована в журнале Nature Electronics.
Чтобы создать систему распознавания жестов рук, команда разработала гибкую повязку – манжет, – которая может считывать электрические сигналы в 64 различных точках предплечья. Затем электрические сигналы поступают в электрический чип, который запрограммирован с помощью алгоритма искусственного интеллекта, способного связывать эти шаблоны сигналов с конкретными жестами рук.
Команде удалось научить алгоритм распознавать 21 отдельный жест руки: когда поднимается большой палец вверх, ладонь сжимается в кулак, ладонь выпрямляется, когда поднимаются отдельные пальцы и пальцы по очереди (при подсчете чисел).
«Когда вы хотите, чтобы мышцы рук сокращались, ваш мозг посылает электрические сигналы через нейроны шеи и плеч к мышечным волокнам рук и кистей. По сути, электроды в манжете воспринимают это электрическое поле. Это не так точно, в том смысле, что мы не можем точно определить, какие именно волокна были задействованы, но с высокой плотностью электродов он все еще может научиться распознавать определенные шаблоны», – объясняют разработчики.
Как и другие программы искусственного интеллекта, алгоритм должен сначала «изучить», как электрические сигналы в руке соотносятся с отдельными жестами руки. Для этого каждый пользователь должен надевать манжету, делая жесты рукой один за другим.
Однако новое устройство использует разновидность продвинутого ИИ – алгоритм гиперпространственных вычислений, который способен обновлять себя новой информацией. Например, если электрические сигналы, связанные с определенным жестом руки, изменяются из-за того, что рука пользователя вспотела или он поднимает руку над головой, алгоритм может включить эту новую информацию в свою модель.
Еще одно преимущество нового устройства заключается в том, что все вычисления происходят локально на чипе: никакие личные данные не передаются на ближайший компьютер или устройство. Это не только ускоряет время вычислений, но также обеспечивает конфиденциальность личных биологических данных.
Сейчас устройство еще не готово к тому, чтобы стать коммерческим продуктом, отмечают автора работы. Требуются доработки, которые в скором времени смогут сделать инженеры.
[Фото: IMAGE COURTESY THE RABAEY LAB]
