近年來，可穿戴式生物感測器在健康監測和人機介面互動等領域得到了廣泛的應用。

或許在未來的某一天，人們會在隱形鍵盤上打字、僅憑觸控就能識別物體、透過手勢便可以實現與應用程式的互動。

一種新型智慧面板已經實現了以上智慧化場景。

來自斯坦福大學、韓國科學技術院和首爾大學的研究團隊及其合作者，開發了一種

可拉伸生物相容性材料，這種材料可以像防曬噴霧一樣被噴在手背上，其中的微型電子網路可以感知面板的拉伸和彎曲。

研究團隊表示，他們可以使用人工智慧技術

把手部運動和手勢與各種日常任務聯絡起來，從而將這種智慧面板推廣到遊戲、體育、遠端醫療和機器人等多個行業。

相關研究論文以“

A substrate-less nanomesh receptor with META-learning for rapid hand task recognition”為題，已發表在科學期刊 Nature Electronics 上。

（來源：Nature Electronics）

在以往的研究中，為實現各種手部動作和手勢，科學家們往往選擇使用腕帶或可穿戴手套來測量肌肉的電活動。然而，這些裝置體積龐大

，且需要多個感官元件來精確定位每個關節的運動。此外，為了訓練一種演算法，他們還需要針對每個使用者和任務收集大量的資料。由於以上原因，這些裝置很難用在日常電子產品中。

在此次研究工作中，鮑哲南教授等人開發的新型智慧面板十分實用——在

外觀上十分精簡

，在功能上具有足夠的適應性，且基本上可以適用於任何使用者，即使資料有限。

另外，新型智慧面板還採用了

更精簡的軟體方法，學習速度更快。這種精度可能是虛擬現實應用的關鍵，可以實現精細的動作傳達，進而獲得更逼真的體驗。

據論文描述，該智慧面板的形態為一種嵌入聚氨酯的、可噴塗的電敏感網狀網路，由數百萬根鍍金的奈米銀線組成，

具有很好的電活性、生物相容性和透氣性，與手指的皺紋和褶皺非常吻合，且很難脫落；而且，只需將一個輕量級藍芽模組連線到網格上，就可以無線傳輸訊號變化。

鮑哲南解釋道，“當手指彎曲和扭動時，網格中的奈米線會被擠壓在一起並拉伸，從而改變網狀網路的導電性。這些變化可以精確地與手、手指和關節的活動聯絡起來。”

直接在面板上噴塗的方法，保證了網格在沒有基底的情況下得到支撐。這一關鍵的工程決策消除了不必要的運動偽影，並幫助研究團隊使用單一的導電網格來生成手指的多個關節資訊。

這種噴塗特性使得智慧面板能夠適應任何大小或形狀的手

，未來或許也可以用在面部來捕捉微妙的情感暗示，這就可能會為計算機動畫催生新的方法，或者開啟具有更逼真的面部表情和手勢的虛擬會議。

此外，計算機會監測電導率的變化模式，並將這些變化對映到特定的物理任務和手勢。例如，在鍵盤上輸入一個 X，演算法就會學會根據電導率的變化模式來識別這項任務。一旦演算法得到了適當的訓練，物理鍵盤就不再是必要的了。同樣的原理也可以用來識別手語，甚至可以透過追蹤物體的外部表面來識別物體。

“只需要幾次快速的測試，智慧面板就可以快速識別任意新的手部任務和使用者，” 論文的共同一作 Kyun Kyu Kim 博士說，“由於奈米網格捕獲了其訊號中的細微細節，我們可以使用更少的資料實現更快的計算處理。”

參考連結：

https：//www。nature。com/articles/s41928-022-00888-7

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