我们的手是身体中最灵活的部分，协调着34块肌肉、27个关节以及超过100根腱和韧带，以执行无数微妙的动作和手势。迄今为止，机器人在模仿这种灵巧性方面表现不佳，部分原因是研究人员难以捕捉我们皮肤内的实际情况，以便加以复现。现在，麻省理工学院的研究人员正在开创一种前景广阔的新方法。机械工程教授赵轩禾和南加州大学的同事们设计了一种配备超声“贴纸”的腕带——这是在医疗办公室中使用的传感器的迷你版本，并与一种可以安全粘附于皮肤的水凝胶结合在一起。当佩戴者的手移动时，该设备会生成腕部肌肉、腱和韧带的超声图像。然后，一个经过人类精确标注的超声图像训练的人工智能算法，会不断将图像转换为五个手指和手掌的相应位置。“你手腕中的腱和肌肉就像是拉动木偶的线，这些木偶就是你的手指，”前麻省理工学院博士后、这项工作的主要作者之一卢更熙表示。“因此，想法是：每次拍摄线的状态时，你就能知道手的状态。”这个腕带能够实时精确跟踪佩戴者的手部动作。在演示中，团队展示了佩戴腕带的人可以无线控制机器人手。当佩戴者做出手势或指向时，机器人也会做出相应的动作。在一种无线木偶交互中，佩戴者可以操控机器人弹奏简单的钢琴曲，并将迷你篮球投进桌面篮筐。凭借同样的腕带，佩戴者还可以在计算机屏幕上操控物体，比如将手指捏合以放大和缩小虚拟物体。研究人员计划进一步缩小腕带硬件的体积，目前其尺寸类似于手机。他们还希望在更多志愿者的手部动作上训练AI软件，这些志愿者的手大小、手指形状和手势各不相同。他们设想建立一个庞大的手部动作数据集，可以用于训练人形机器人完成精细任务，例如外科手术。超声带还可以用于让人们在设计应用、视频游戏或其他虚拟场景中抓取、操纵和互动对象。最终，团队的目标是构建一种可穿戴的手部追踪器，任何人都可以用来实时无线操控人形机器人或虚拟物体，具有高灵巧度。“我们相信这是跟踪灵巧手部动作的最先进方式——通过可穿戴的腕部成像，”赵教授说。“我们认为这些可穿戴的超声带可以为虚拟现实和机器人手提供直观且多功能的控制方式。”