人工智慧大突破!ReSkin讓你在元宇宙擁有觸覺!(上)

人工智慧大突破!ReSkin讓你在元宇宙擁有觸覺!(上)
人工智慧大突破!ReSkin讓你在元宇宙擁有觸覺!(上)

人工智慧真的又再度突破了!ReSkin竟然能讓你在元宇宙擁有觸覺?!(上)

 

 

目錄

1. 在元宇宙也有觸覺! Meta 養成 ReSkin 人工智慧模擬真實肌膚感知

2. 祖克柏:人工智慧皮膚ReSkin,讓我們離「元宇宙」更近

3. ReSkin觸覺感應範圍廣,助人工智慧執行高靈敏工作

4. 不到3mm的輕薄柔軟、不到6美元的低成本

5. 90%的精確度,能搜集到過去無法得知的數據

6. ReSkin的人工智慧原理-磁場x影像SENSOR打造擬人觸覺

6-1. ReSkin感測器-內建磁性顆粒,一摸就生成磁場

6-2. DIGIT感測元件-內建攝影鏡頭,一壓就啟動影像辨識

6-3. 幫助人工智慧喊痛叫癢

7. 過往收集不到的觸覺,ReSkin 做到了!人工智慧發展大突破

7-1. 像人類般,完整拿取藍莓、葡萄等脆弱的水果

7-2. ReSkin 做成狗鞋子,蒐集動物於野外活動的觸覺資料

7-3. ReSkin 做成手套,捕捉人類用手接觸物品的力道

7-4. 大範圍面積的接觸定位

8. ReSkin 未來在人工智慧的應用

 

在元宇宙也有觸覺! Meta 養成 ReSkin 人工智慧模擬真實肌膚感知

讓臉書 CEO 祖克柏​​熱血沸騰的「元宇宙」(Metaverse)新虛擬世界,目前是以有限的形式存在,我們只要戴上 VR 眼鏡便可以抵達!祖克柏日前更將 Facebook 母公司改名 「Meta」,展現將「元宇宙」深入現實世界的野心!緊跟著「元宇宙」的腳步,祖克柏在十一月宣布:自家公司研發了新的觸覺感測器「ReSkin」,質感如同真人皮膚,可以安裝在 AI 機器人身上、​​收集人工智慧的觸覺資料。

 

祖克柏:人工智慧皮膚ReSkin,讓我們離「元宇宙」更近

根據祖克柏日前在 Facebook 的貼文所述,自家公司「Meta」設計了高階觸控感測器 ReSkin;並與引導全球人工智慧趨勢的「卡內基美隆大學(Carnegie Mellon University)」合作,創造機器人及穿戴式裝置專用的塑膠薄皮膚。這能「帶領我們,進一步邁向『元宇宙』擬真虛擬物件與實質肢體的互動」。

 

 

Meta AI (前身為 Facebook AI)的研究人員與卡內基美隆大學合作研發的 ReSkin,快速、大規模地提升了人工智慧夠在感測器和系統間共享數據。

 

Meta 將發佈 ReSkin 的設計、相關文檔、代碼和基礎模型,讓人工智慧的研究人員不需要搜集或訓練他們自己的數據庫,就能夠立即使用 ReSkin。如此一來,反而有利於提高人工智能的觸覺感應技能。

 

ReSkin觸覺感應範圍廣,助人工智慧執行高靈敏工作

人造皮膚 ReSkin 能夠感應到的觸覺可說是非常廣泛,這個優點幫助人工智慧能夠進行多種以觸覺為主的工作,不僅包含物件分類,還包括肌肉運動知覺(本體感覺)和機器人抓取等;另外,訓練過觸覺感知能力的人工智慧模型,有能力從事需要高度靈敏度的工作,像是醫療保健機構的工作、或是需要更高靈巧度的工作:像是操作小的、柔軟的、敏感的物體等。

 

ReSkin 還能與其他的感測器結合,在實驗室外等不可控的非結構化環境中,搜集視覺、聽覺和觸覺的數據。

 

 

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目錄

1. 以露營為背景 透過 AI 實現「人機協商」

2. 發展可能無限的談判 AI

 

一談到 AI 人工智慧,你腦海中想像的是怎麼樣的情境呢?大多數人印象中的 AI,通常是會遵照人們下達的指令執行任務、讓人類的工作與生活更加便利。然而在未來,我們也很有可能會看到 AI 對我們說:「不!」的情況呢。

 

在今年的計算語言學協會(NAACL 2021)北美分會年會上,一位來自美國南加州大學博士生 Kushal Chawla 與他的團隊就發表了能夠與人類談判、辯論的人工智慧系統「CaSiNo」。

「CaSiNo」研究計畫主持人Kushal Chawla。圖片來源:南加大(USC)學校網站。

 

以露營為背景 透過 AI 實現「人機協商」

這項計畫的主持人 Kushal Chawla  專精於自然語言處理(NLP)與人機互動(HCI),對於如何應用NLP來實現人與機器間的溝通更是感興趣。

 

Chawla 表示,現今對話式 AI 已被廣泛地運用,而且他們希望能推動實用性高的「談判 AI」,因此團隊打造出了「CaSiNo」──一個包含一千條以上英語談判語料庫的 AI

 

「CaSiNo」這個名字的起源來自於 Camp Site Negotiations ,中文為營地談判,顧名思義這項計畫以露營地當作背景情境,參與者能與人工智慧在這樣的設定下互動,彼此協商如何分配有限的資源如:食物、飲用水、柴火等等,最後才能夠順利地完成露營。

露營地示意圖(Image credit: Mike-Erskine on Wunderstock)

 

Chawla 表示,這樣的設計是為了能夠讓談判時使用到的詞句更為豐富化、多樣化,同時還能確保 AI 處於一個易於測試、處理的封閉環境中。

 

而與過往類似的研究不同,CaSiNo 傾向直接使用語言來與參與者進行交流,而非透過互動介面。

 

雖然透過選單、按鍵等功能來溝通的互動介面,在建立與應用上更為簡單,但是 Chawla 認為,如此一來便無法掌握到談判中出現的情緒,同時也限制了交流。

 

在溝通協調的過程中,AI 會嘗試使用各種層面的策略,試圖與對方討論資源分配的問題,並且提出自己意見,甚至會表達反對、修正或是做出妥協讓步。

CaSiNo 與參與者的對話互動。來源:aclanthology

 

在經過一千多次的談判對話後,研究團隊歸納出九種 AI 在當中所使用的談判策略,進而發現,其中「合作策略」帶來的效果較其他種方式更好,而這也讓 AI 在學習後,會更喜歡與人類建立起合作關係。

 

發展可能無限的談判 AI

Chawla 以及他的團隊已經將目前為止 CaSiNo 的研究整理成冊,並且刊登在論文預印本網站 arXiv.org 上。

 

但是他們也並不打算止步於此,CaSiNo 目前的成果還侷限在部分情境、雙方有著露營這樣共同目標的環境下,在這之後,研究團隊希望朝向非協作型對話,讓人工智慧與對談者有著不一致的目標、不易合作,訓練其說服對方退讓的各種策略。

 

除此之外,也希望能夠擴展更多的情境,達成在現實環境中、語言形式自由的狀況下有良好的談判結果,並且持續增強 AI 判讀對話過程中產出的情緒的能力。

 

其實談判、協商、辯論等技能是現代社會一項重要的工具,但是同時又困難不易掌握。而就算是談判專家,在高張力情境中需要即時做出決定,勢必得承受龐大的壓力,也很容易因此判斷失誤,產生不可抹滅的代價。

 

像是 CaSiNo 這樣的自動協商 AI,在不同領域都有著一定的需求:像是訓練商業協商人才、協助律師擬定答辯策略、警匪對峙狀況下的談判顧問等等,也可以應用在不同情境下的模擬訓練,以及開發新的談判技巧。

 

或許,在未來你的小孩不想寫作業的時候,也能夠出動你的個人 AI 顧問,協助你跟他談判!

 

 

 

 

 

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人工智慧大突破!ReSkin讓你在元宇宙擁有觸覺!(中)

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人工智慧真的又再度突破了!ReSkin竟然能讓你在元宇宙擁有觸覺?!(中)

 

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不到3mm的輕薄柔軟、不到6美元的低成本

由於人工智慧應用與技術的研發,往往需要巨量的數據來產生機器學習模型。所以Facebook中致力於人工智慧發展的 Meta AI 部門,對觸覺 sensor 的需求大。

 

過往機器人皮膚需要內建電子設備,來監控皮膚與表面接觸時產生的電流變化。然而厚度不到 3mm 的可塑型皮膚 ReSkin ,只要需要靠近監控設備即可,這意味著我們可以花更低的成本屬於,偵測到寬度不到 1 釐米、力道僅 0.1 牛頓的物件。

 

Meta 研究科學家古塔(Abhinav Gupta)說:假設生產 100 件以上的 ReSkin,則是每一件的材料成本將低於 6 美元。皮膚的薄度可以重複使用 50000 多次,就算磨損,也非常容易搭上磁性粒子替換(更換過程如下方影片所示)。

 

 

90%的精確度,能搜集到過去無法得知的數據

ReSkin 的時間解析率高達 400Hz,1 毫米的空間解析度則有 90% 的精確度。這種精準度使其在元宇宙上能具備多種應用,像是機械手臂、觸感手套、袖套、以及任何能追蹤走路、跑步、運動和休息的鞋子(寵物也可用)等,因此它可協助研究人員蒐集過去無法得知的多種觸覺資料。此外,ReSkin 還提供高頻 3 軸觸覺訊號,可執行靈巧的操作動作,如丟、抓、拍手、滑等。

 

古塔認為這是未來。他說:「當你戴上這些耳機時,你想要產生愈來愈豐富的體驗——而關鍵是觸覺。」

 

ReSkin的人工智慧原理-磁場x影像SENSOR打造擬人觸覺

依 Meta AI 人工智慧的研究科學家古塔(Abhinav Gupta)等人的撰文內容表示,目前希望這樣的觸覺感知能力賦予在 AI 機器人身上,使其獲得更人性化的互動方式。例如:機器手臂順利地拿起桌上的蛋,而不會施予過度的力道讓蛋破碎。

 

當研究人員想要賦予機器人觸覺時,首先想到的是能不能也給機器人跟人類一樣的皮膚,讓機器人全身都有觸感?紐約大學電腦科學的助理教授 Lerrel Pinto 表示,獲得可信賴的觸覺感知數據,是目前機器技術的重大瓶頸。現有的感應器很昂貴、解析度差且重量不輕,ReSkin 將克服以往的這些問題。

 

ReSkin感測器-內建磁性顆粒,一摸就生成磁場

 

 

Meta AI 的合作對象——卡內基梅隆大學打造的 ReSkin 感測元件,可模擬「觸覺」:透過模仿人類皮膚的設計,在接觸其他表面時,本身內嵌入的磁性顆粒產生成磁場,進而形成觸覺;感測器會記錄磁流量(magnetic flux)的變化,反饋數據給人工智慧軟體分析,幫助 AI 機器人辨識物體觸感、重量、溫度及狀態等,因此可讓機器手臂隨著力道增加,而判斷物品受力程度。

 

DIGIT感測元件-內建攝影鏡頭,一壓就啟動影像辨識

Meta AI 對於 ReSkin 的設計過程中,藉以辨識指尖按壓力度的 DIGIT 感測元件及可模擬「觸覺」的 ReSkin 感測元件,讓機器人可以自主判斷機器手臂的按壓力道。DIGIT 感測元件採 15 美元造價成本、可識別高解析度影像設計,表面覆蓋一層透明矽膠用於接觸;內部則包含照明用 LED 燈組,用於影像識別的攝影鏡頭。當機器手臂指尖開始進行壓按動作時,系統就會透過影像識別方式判斷指尖施與力道。

 

配合先前機器人觸覺感知的訓練數據,當指尖識別影像對應到玻璃杯、保麗龍等易碎材質時,就會採取較小夾取力道,依照夾取物品外觀大小作調整力道,以便順利將物品成功夾取。

 

不過,包含 DIGIT、ReSkin 在內的兩種感應器的設計,都必須藉由深度學習方式進行訓練,代表著機器人雖可學習觸覺,但是仍然會侷限在預先訓練的使用資料範圍內,但是預期未來將能透過不同的學習框架,讓機器人可以學習到更多「觸覺」,藉此反應在真實互動中所使用力道。

 

幫助人工智慧喊痛叫癢

除了應用在機器人觸覺,目前此技術也能應用在更多智慧穿戴裝置的觸控互動,例如應用在衣物等軟性表面物品,可以藉此產生觸控操作反應;甚至還能應用在機器人身上,模擬產生「痛覺」或「搔癢」

 

 

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