當(dāng)我們談?wù)揂I的時(shí)候，難道只能是關(guān)于“看”和“聽”嗎？

原標(biāo)題：當(dāng)我們談?wù)?a href="http://m.ygpos.cn/AI_1.html" target="_blank" class="keylink">AI的時(shí)候，難道只能是關(guān)于“看”和“聽”嗎？

AI近幾年的快速發(fā)展離不開深度學(xué)習(xí)方法的深入研究，而深度學(xué)習(xí)提升AI能力的最顯著表現(xiàn)，目前來看主要集中在兩個(gè)方面：圖像識(shí)別和語音識(shí)別。

通過對(duì)圖像的語義分割，圖像識(shí)別技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用得特別廣泛。在手機(jī)攝影、拍照購(gòu)物、刷臉支付等各種領(lǐng)域，圖像識(shí)別給我們帶來了極大的便利。同時(shí)，基于語音識(shí)別的各種語音助手比如智能音箱等，也在悄然描畫智能家居的未來?？梢哉f，單單是在視覺和聽覺這兩個(gè)方面的技術(shù)突破，AI就已經(jīng)給世界帶來了巨大改變。

但是，人有五感，除了視覺和聽覺之外，還有非常重要的觸覺。曾經(jīng)有個(gè)人做實(shí)驗(yàn)，看看蒙上眼睛堵上耳朵再綁手腳這人會(huì)怎樣，結(jié)果差點(diǎn)兒整出精神病。

那么具體到AI這件事上，僅僅發(fā)展其視覺和聽覺技術(shù)已經(jīng)逐步呈現(xiàn)了“瘸腿走路”的特征。如今，或許是時(shí)候討論一下給它加上觸覺這件事了。

視覺和聽覺長(zhǎng)板下的觸覺短板

視覺和聽覺技術(shù)發(fā)展的優(yōu)點(diǎn)是顯而易見的，其最重要的作用也集中在兩個(gè)字上：識(shí)別。

為什么視覺的識(shí)別和聽覺的識(shí)別技術(shù)這么重要，而且被首先開發(fā)出來呢？筆者認(rèn)為主要有以下幾個(gè)方面的原因。

第一，視覺和聽覺是判斷某一個(gè)物體特性的基本方法。如何確定一個(gè)人是張三而不是李四？首先我們要看他的臉，千人一面這件事兒基本不可能，臉也就成為了一個(gè)人區(qū)別于他人最顯而易見的特征。其次，每個(gè)人的聲音可以說也是藏在身體里的一道獨(dú)特密碼。所以，要讓AI認(rèn)出人，視覺和聽覺的技術(shù)研發(fā)就首當(dāng)其沖了。

第二，識(shí)別在現(xiàn)實(shí)生活中蘊(yùn)藏著人類的巨大需求。無論是工作還是學(xué)習(xí)，亦或是企業(yè)的生產(chǎn)，幾乎離不開視聽尤其是視覺技術(shù)。比如攝像頭監(jiān)控到了工業(yè)生產(chǎn)流程、鏡頭下的人們的動(dòng)態(tài)，但是如何識(shí)別這些海量?jī)?nèi)容就成為了人們的難題。又如各種場(chǎng)景下物聯(lián)網(wǎng)生態(tài)的構(gòu)建，如果沒有視聽，萬物互聯(lián)也就成為了無本之源。

第三，視聽技術(shù)的突破得益于技術(shù)的長(zhǎng)期積累。計(jì)算機(jī)視覺分析早在上個(gè)世紀(jì)六十年代就已經(jīng)走進(jìn)了科學(xué)家們的研究視線，而以雞尾酒會(huì)為代表的語音識(shí)別則是在更早的一九五三年。經(jīng)過半個(gè)多世紀(jì)的發(fā)展，關(guān)于機(jī)器視覺和語音識(shí)別問題的研究成果已經(jīng)非常豐富，近年來興起的深度學(xué)習(xí)方法則助推其進(jìn)入了一個(gè)發(fā)展的高潮。

事實(shí)上，兩種技術(shù)的大規(guī)模應(yīng)用也確實(shí)為無論是B端還是C端的用戶都帶來了巨大的便利之處。但是隨著人們對(duì)AI應(yīng)用能力的要求的提高，視覺和聽覺這兩塊長(zhǎng)板顯然已經(jīng)彌補(bǔ)不了觸覺短板帶來的問題。

比如倒水這件事。倒水和接水是有很大區(qū)別的。接水只需要給機(jī)器定一個(gè)出水的量，量滿即止，就不會(huì)出現(xiàn)灑溢的問題。而要想機(jī)器實(shí)現(xiàn)像人一樣倒水，就不是這么簡(jiǎn)單了，它不僅要涉及到視覺觀察水杯在哪兒、是否對(duì)準(zhǔn)了杯口、水杯是否已經(jīng)倒?jié)M，還必須要保證拿到的被子不會(huì)滑落。那么，這個(gè)時(shí)候只依靠視覺識(shí)別就不夠了，畢竟機(jī)感受杯子會(huì)掉這件事觸覺肯定比視覺來得快，不然現(xiàn)實(shí)中也就不會(huì)有那么多人會(huì)被燙傷了。

由此可見，雖然AI不再是瞎子、聾子，但隨著其不斷長(zhǎng)大，觸覺障礙帶來的麻煩恐怕也就會(huì)越來越多。

從皮膚到虛擬現(xiàn)實(shí)：身處閨中的觸覺模擬

人的皮膚上遍布著觸覺感受器，其將來自外界的溫度、濕度、壓力、疼痛等刺激通過神經(jīng)傳遞給大腦，然后作出分析和應(yīng)對(duì)，這就是人的觸覺活動(dòng)的一個(gè)基本邏輯。如果一個(gè)人的觸覺失靈，最大的危害就是其將無法感受到來自外界的危險(xiǎn)，進(jìn)而無法做出反應(yīng)?，F(xiàn)實(shí)中有很多這樣的例子，有人天生痛覺缺失，受傷就成了家常便飯。那么用到機(jī)器人的身上，觸覺的缺失就意味著必須要從其他方面迂回地為其設(shè)計(jì)自我保護(hù)系統(tǒng)。

那么，有沒有什么辦法讓虛擬觸覺成為現(xiàn)實(shí)呢？

事實(shí)上，研究者們?cè)趯?shí)驗(yàn)室里探索虛擬觸覺的腳步一直以來并沒有停止。只是由于觸覺系統(tǒng)的復(fù)雜性，比如如何模擬皮膚觸覺感受器對(duì)不同刺激的感知等，導(dǎo)致觸覺研究基本上仍然停留在實(shí)驗(yàn)室和論文當(dāng)中，其在市場(chǎng)上的應(yīng)用還不夠成熟。關(guān)于觸覺的研究，目前來看主要還是通過開發(fā)模擬觸覺感受器的傳感器，表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。

模擬電子皮膚。由于觸覺最直接的是由皮膚感受到的，所以電子皮膚也就成為了觸覺研究者們最青睞的課題。針對(duì)復(fù)雜的觸覺系統(tǒng)，研究者們同樣是采取了針對(duì)不同的刺激類別而研發(fā)不同的皮膚傳感器，80年代以來，分別研發(fā)了專門感應(yīng)溫度、濕度、力度等各個(gè)方面的傳感器。

最近，約翰霍普金斯的大學(xué)的研究人員們開發(fā)出了一種新的電子皮膚，其可以通過感知刺激將沖動(dòng)傳遞給周圍的神經(jīng)來重建觸覺。研究者們把電子皮膚套在受試者的指尖，然后將其連接到受試者的身上，測(cè)試結(jié)果表明，受試者確實(shí)能對(duì)尖銳物體和圓滑物體表現(xiàn)出疼痛和非疼痛的反應(yīng)。這說明至少在部分功能上，這種電子皮膚可以稱得上是成功的。只不過它對(duì)溫度的感應(yīng)還不太靈敏，這也是需要改進(jìn)的地方。

機(jī)器手抓舉實(shí)驗(yàn)。在家庭或商業(yè)場(chǎng)景下，需要機(jī)器人用手去做的事情就很多了。在這方面，也有很多科學(xué)家嘗試了不同的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容。

卡梅隆大學(xué)的研究人員做了一套fingervision系統(tǒng)，然后將其安裝在了一個(gè)機(jī)器人的手臂的末端。用來干嘛呢？剝香蕉皮。

用香蕉來做實(shí)驗(yàn)，其意圖非常明顯了。用力太小，剝不下來；用力過大，估計(jì)很多同學(xué)都知道把香蕉捏扁后是什么感覺，我們可以感受一下這個(gè)機(jī)器人剝香蕉的樣子：

看起來還是很專業(yè)的嘛。該系統(tǒng)的主要功能就是當(dāng)機(jī)器人在抓取東西的時(shí)候，其可以通過觸覺來感知物品是否滑動(dòng)、是否能保持物品的形狀完整性，從而來控制抓取的力。但是同學(xué)們可以看到的是，雖然香蕉皮剝下來了，但最后拽那一下……實(shí)在是有點(diǎn)暴力啊。

虛擬觸覺。斯坦福大學(xué)則做了一個(gè)聽起來很勁爆的裝置：wolverine（金剛狼）。它主要用在虛擬現(xiàn)實(shí)當(dāng)中。該裝置看起來十分令人無語：長(zhǎng)長(zhǎng)的黑色鐵棍，再加幾個(gè)金屬片，往手指頭上一戴就完事兒。但看起來雖然簡(jiǎn)單，其卻能夠在為手指帶來觸覺上的反饋。比如抓取一個(gè)虛擬現(xiàn)實(shí)的杯子，鐵棍的滑塊便會(huì)扣緊，你就能真切地感受到杯子反饋給你手指的力度。

英國(guó)的一家初創(chuàng)公司則試圖在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)上做點(diǎn)觸覺的模擬。他們?cè)谝恢皇謱懝P的筆尖附近配備了一個(gè)微型設(shè)備“音圈驅(qū)動(dòng)器”。這樣如果在平板上選擇“磨砂紙”的書寫場(chǎng)景的時(shí)候，該設(shè)備就會(huì)通過一系列復(fù)雜的震動(dòng)而重現(xiàn)書寫場(chǎng)景的感受。一個(gè)小小的觸覺感受器，就可以模擬很多場(chǎng)景。

由此可見，無論是針對(duì)現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)還是虛擬增強(qiáng)，已經(jīng)有很多人扎進(jìn)了觸覺模擬的研究當(dāng)中。那么，在未來技術(shù)成熟的時(shí)候，它會(huì)給我們帶來哪些進(jìn)步的可能呢？

集齊了這“三感”，AI更像人了

首先，義肢觸覺的恢復(fù)將成為技術(shù)應(yīng)用的重點(diǎn)。

目前而言，義肢的最大作用是幫助人們恢復(fù)了部分功能性的能力，或者說，讓人們的身體看起來比較完整。但相較肢體殘缺的不幸，人們最渴望的仍然是能夠恢復(fù)肢體的感知功能。那么，當(dāng)人造電子皮膚能夠像真人皮膚一樣感知來自外界的不同類型的刺激，其也將能有效地避免因觸覺的缺失而給人們帶來的意外傷害。

其次，模擬觸覺技術(shù)的進(jìn)步也將對(duì)虛擬現(xiàn)實(shí)為更多人所接受產(chǎn)生有利的影響。比如上文中提到的“金剛狼”，以及為更多人所熟知的VR手套等。如此，虛擬真實(shí)將會(huì)變得更加真實(shí)，玩家的沉浸感也將會(huì)更強(qiáng)。并且，在訓(xùn)練工人比如修車工等方面，其也將有大的永無之地，為企業(yè)省下購(gòu)買實(shí)物訓(xùn)練的成本。

最后，觸覺模擬的成熟也將和AI圖像識(shí)別、語音識(shí)別一起將AI鋪向更廣更深的領(lǐng)域和層次，進(jìn)而影響物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展進(jìn)程。這里我們可以開個(gè)腦洞：想象一下，以后你坐進(jìn)車?yán)?，人臉識(shí)別認(rèn)出來是你之后自動(dòng)啟動(dòng)車輛，通過語音控制你聽到了自己喜歡的音樂，而座椅通過對(duì)你身體的感知自動(dòng)調(diào)整到你最舒服的位置，是不是很爽呢？

當(dāng)然，到那一步或許我們還差得很遠(yuǎn)，但是實(shí)現(xiàn)觸覺的智能化很有可能是一個(gè)繞不開的課題。當(dāng)以后的AI集齊了視覺、聽覺之外的觸覺第三感，除了那皮膚包裹俠的密密麻麻的電子元件，還安能辨其是不是AI？

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