以树莓派驱动的机器学习外骨骼可以让行走更快、更轻松

以树莓派驱动的机器学习外骨骼可以让行走更快、更轻松作为博士生参与该项目的帕特里克-斯莱德说，他们选择树莓派是因为它价格低廉，而且可以同时运行多个代码线程。Slade补充说，用Python语言编写也使验证过程更容易。优质自适应设备的关键要求是个性化，而这正是斯坦福大学的创造与其他学校的不同之处。该团队花了数年时间使用外骨骼仿真器来训练他们的机器学习模型，而这些投入得到了回报。该系统需要大约一个小时来充分学习佩戴者的行走方式，然后才能制定出定制的模式来进行辅助，但在使用的前15分钟内就能感受到好处。平均而言，佩戴者能够加快9%的行走速度，同时减少17%的能量消耗，研究人员说，这相当于卸下了一个30磅重的背包。在测试过程中穿戴外骨骼的研究生AvaLakmazaheri说："穿戴外骨骼行走，简直感觉你的脚步多了一个弹簧。"结果是有希望的，但仍有许多工作要做。目前的原型是相当笨重的，所有的电子设备都是可见的。一个可供消费者使用的版本将需要进行视觉改造，以隐藏螺母和螺栓，理想情况下，该系统还可以再瘦身一点。不过，考虑到类似的系统通常是用线缆传送数据的，因此有限制性，但无论如何这还是令人印象深刻。研究人员将需要寻找商业伙伴，以帮助将这一创新推向市场。如果幸运的话，这只靴子有一天可以与传统的移动辅助工具（如助行器）一起使用，帮助人们保持更长时间的活动。一篇题为"在现实世界中行走时个性化外骨骼援助"的研究论文已经发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1341795.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1341795.htm

人工智能与外骨骼未来有望联手改变人类在地球和太空中的表现

人工智能与外骨骼未来有望联手改变人类在地球和太空中的表现一种用于外骨骼的新型人工智能控制器无需特定编程就能学习人类的不同动作，该控制器已证明可节省大量能源，标志着可穿戴机器人技术向前迈出了一大步。想象一下，工厂工人和宇航员可以更安全、更高效地行动，残疾人的行动能力也会得到改善。6月12日，《自然》（Nature）杂志发表了一项新的研究成果。《自然》（Nature）论文的第一作者、安伯里德尔航空大学的罗淑珍博士（Dr.ShuzhenLuo）与通讯作者、北卡罗来纳州立大学的苏浩博士（Dr.HaoSu）及其他同事解释说，这种可穿戴的人体机器人框架被称为"外骨骼"（exoskeletons），有望让人更轻松地行动，但技术障碍限制了其更广泛的应用。罗指出，迄今为止，外骨骼必须根据特定活动和个人预先编程，并基于冗长、昂贵、劳动密集型的人体试验。研究人员开发了一个由208块肌肉组成的全身肌肉骨骼人体模型（左上），以及一个定制的髋关节外骨骼（左下），然后利用人工智能模拟了多种活动（中间），最后将学习到的控制器部署到人体受试者身上。资料来源：《自然》杂志，Luo等人，图2。现在，研究人员描述了一种超级智能或"学习型"控制器，它利用数据密集型人工智能（AI）和计算机模拟来训练便携式机器人外骨骼。"这种新型控制器可为行走、跑步或爬楼梯提供平稳、持续的扭矩辅助，而无需任何人工参与的测试，"罗报告说。"只需在图形处理单元上运行一次，我们就能在模拟中训练控制法则或"政策"，这样控制器就能有效地辅助所有三种活动和不同的人。"安博里德尔航空大学的罗淑珍博士（右）在一次内部海报展示中讨论了她对人工智能驱动的机器人外骨骼的研究，她的研究成果于2024年6月12日刊登在《自然》杂志上。图片来源：Embry-Riddle/DavidMassey在三个相互连接的多层神经网络的驱动下，控制器边学边用--通过"数百万次的肌肉骨骼模拟进化，以提高人类的活动能力"，佛罗里达州戴托纳海滩安博里德尔大学机械工程系助理教授罗博士解释说。这个无需实验的"模拟学习"框架部署在一个定制的髋关节外骨骼上，产生了迄今为止便携式髋关节外骨骼最高的代谢率降低效果--佩戴者在行走、跑步和爬楼梯时的能量消耗平均分别降低了24.3%、13.1%和15.4%。北卡罗来纳州立大学的苏浩解释说，这些能耗降低率是通过比较穿戴和不穿戴机器人外骨骼的人类受试者的表现计算出来的。这意味着它能真实地衡量外骨骼节省了多少能量。这项工作实质上是将科幻小说变为现实--让人们在执行各种任务时消耗更少的能量。据信，这种方法首次证明了在仿真中开发控制器的可行性，这种控制器可以弥合所谓的从仿真到现实或"从仿真到现实的差距"，同时显著提高人类的性能。"以往在强化学习方面取得的成就往往主要集中在模拟和棋盘游戏上，"罗淑珍说，"而我们提出了一种新方法--即一种动态感知、数据驱动的强化学习方式，来训练和控制可穿戴机器人，让人类直接受益。"苏浩补充说，"该框架"可为快速、广泛地为健全人和行动不便的人部署各种辅助机器人提供可推广、可扩展的战略。研究人员在《自然》杂志上解释说，如前所述，外骨骼传统上需要根据耗时的人体测试来手工制定控制法则，以处理每项活动并考虑个体步态的差异。模拟学习法为这些障碍提供了可能的解决方案。由此产生的"动态感知、数据驱动的强化学习方法大大加快了外骨骼在现实世界中的应用。闭环模拟结合了外骨骼控制器和肌肉骨骼动力学、人机交互和肌肉反应的物理模型，以生成高效、逼真的数据。这样，控制策略就能在模拟中不断发展或学习。"我们的方法为可穿戴机器人控制器开发的交钥匙解决方案奠定了基础，"罗淑珍说。未来的研究将侧重于独特的步态，如行走、跑步或爬楼梯，以帮助中风、骨关节炎、脑瘫等残疾人以及截肢者。编译来源：ScitechDaily...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434890.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434890.htm

科学家创造出一种可以拯救生命的粘液

科学家创造出一种可以拯救生命的粘液磁性粘液机器人听起来不像是有实际医疗用途的东西，而更像是电影中的生物，但这样的发明有可能被用来帮助病人。它是由一群来自中国香港的科学家创造，目的是在整个身体内进行操纵并能捡起要取出的物体。粘液机器人的特质是使其完美的原因。据悉，它是由一种非牛顿流体制成的，为聚乙烯醇和硼砂的组合。这意味着，当受到高速力的冲击时它就像一个固体物体。在较慢的力作用下，它作为一种液体。这使它成为在身体无数细小的角落和缝隙中航行的理想选择。用一个完全固体的工具把物体从身体里取出来要困难得多。不过有了可塑性强的东西如磁性粘液机器人，它可以更容易地完成任务。它被称为“磁性”，因为它可以由磁铁控制，从而使医生能让粘液直接去它需要的地方。然后粘液可以到达并包裹住物体并将它们移出身体。粘液机器人如何在医学上使用创造粘液机器人的研究人员建议，这项技术的主要用途是在消化系统内。这样，它可以被用来捡起被吞下并需要从体内取出的异物。这方面的一个例子是防止诸如电池等物体的伤害。电池的泄漏是有毒的，但如果粘液能够捕获并包裹它，这将防止任何化学物质在体内造成破坏。然而磁性粘液机器人仍存在一些问题。而且这个概念还没有经过测试。一个问题是，粘液上的涂层是由二氧化硅制成的，这跟物品上那些旨在保持新鲜的小包装中的材料相同，上面总是写着“请勿食用”。这是因为它们对人体有毒。假设让二氧化硅包裹的粘液在体内停留很短的时间会更安全，如果有一个更有可能造成伤害的异物这可能是值得的。磁性粘液机器人需要在医疗环境中进行测试以便在未来使用，但目前还没有计划这样做。不过在未来，这种粘液可以拯救一些人的生命也不是完全不可能。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1301767.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1301767.htm

经常忘了东西放哪里？科学家们创造了一种机器人来帮忙

经常忘了东西放哪里？科学家们创造了一种机器人来帮忙电子和计算机工程的博士后阿里-阿尤布博士说："这种产品的长期影响真的很令人激动。用户可以接触的不仅仅是一个伴侣机器人，而是一个个性化的伴侣机器人，甚至可以让他们自身变得更加独立。"Fetch，研究中使用的机器人。图像/滑铁卢大学阿尤布和三位同事对应对痴呆症的人数迅速上升感到震惊，痴呆症是一种限制大脑功能的疾病，导致混乱、记忆丧失和残疾。这些人中的许多人反复忘记日常物品的位置，这降低了他们的生活质量，给护理人员带来了额外的负担。工程师们相信，在这种情况下，一个拥有自己的偶发记忆的伴侣机器人可能会改变游戏规则。他们成功地利用人工智能创造了一种新的人工记忆。研究小组从Fetch移动操纵机器人开始，它有一个摄像头来感知它周围的世界。接下来，他们使用一种物体探测算法，对机器人进行编程，以探测、跟踪并通过存储的视频保持其摄像头视野中的特定物体的记忆记录。由于机器人能够区分一个物体和另一个物体，它可以记录物体进入或离开其视野的时间和日期。研究人员随后开发了一个图形界面，使用户能够选择他们想要追踪的物体，并在输入物体的名称后，在智能手机应用程序或电脑上搜索它们。一旦这样做了，机器人就能指出它最后一次观察特定物体的时间和地点。测试表明，该系统是高度准确的。虽然一些患有痴呆症的人可能会觉得这项技术对于帮助他们而言还是太困难了，但阿尤布说，护理人员可以随时使用它。展望未来，研究人员将对无残疾人士进行用户研究，然后再是痴呆症患者。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1361681.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1361681.htm

#流浪地球 门框 #机器人 外骨骼 控制装备 可以看出设计上的风格和门框一脉相承。有相同的设计语言和细节。因为拍摄时间较晚

#流浪地球门框#机器人外骨骼控制装备可以看出设计上的风格和门框机器人一脉相承。有相同的设计语言和细节。因为拍摄时间较晚，制作时间比较充裕，好好打磨了一下结构设计。这个制作的难度算是比较高的，全身十多个关节。上百个零件。并且在雨中拍摄，有特写，轻微的卡顿，使用不流畅，都会影响很大。这个控制器当天圆满完成了任务并且未出异常。操作员无线VR控制门框机器人在电影里给镜头不超过10秒，就这样还是打造了如此精细的道具

与人类产生共鸣：科学家们创造了一种能与你一起笑的机器人

与人类产生共鸣：科学家们创造了一种能与你一起笑的机器人对于"有什么好笑的？"这个问题的答案，似乎没有人能够达成一致。因此，想象一下试图训练一个机器人笑的场景。但通过创建一个从共享笑声系统中获取信号的人工智能，日本京都大学的一个研究小组正试图做到这一点。研究人员在《机器人学和人工智能前沿》杂志上描述了他们为日本机器人"Erica"创造笑这一表情的新技术。这并不是说机器人不能理解，甚至不能对一个糟糕的笑话发出笑声。相反，困难在于为人工智能系统开发人类幽默的微妙之处，以增强机器人和人类之间的普通对话。研究人员与Erica之间的对话实例。资料来源：Inoue等人"我们认为对话式人工智能的重要功能之一是转移情感，"主要作者井上浩二博士解释说，他是京都大学信息学研究生院智能科学和技术系的助理教授。"当然，对话是多模态的，不仅仅是正确的回应。因此，我们决定，机器人能够与用户产生共鸣的一种方式是分享他们的笑声，而这是基于文本的聊天机器人无法做到的。"在分享笑声的模式中，人类最初会笑，而人工智能系统则以笑声作为移情反应。这种方法需要设计三个子系统--一个用于检测笑声，第二个用于决定是否笑，第三个用于选择适当的笑声类型。科学家们通过注释80多段来自速配的对话来收集训练数据，速配是一种社会场景，大群人在短暂的时间内一对一地互动。在这种情况下，涉及京都大学学生的"相亲马拉松"活动让Erica加入其中，由几个业余女演员远程操作。"我们在这项工作中最大的挑战是确定共享笑声的实际案例，这并不容易，因为如你所知，大多数笑声实际上根本没有共享，"Inoue说。"我们必须仔细分类，到底哪些笑声可以用于我们的分析，而不是仅仅假设任何笑声都可以被回应。"笑声的类型也很重要，因为在某些情况下，礼貌的笑声可能比响亮的嗤笑声更合适。实验仅限于社交性的笑声与欢快的笑声。研究小组最终通过在一个人和Erica之间用她的新分享式笑声系统创造四段两到三分钟的简短对话来测试Erica新学会的幽默感。在第一个场景中，她只发出了社交性的笑声，随后在第二和第三个交流中只发出了欢笑声，在最后一个对话中两种笑声结合起来。该小组还创建了另外两组类似的对话作为基线模型。在第一组中，Erica从未笑过。在第二个中，Erica每次检测到人类的笑声时都会发出社交性的笑声，而不使用其他两个子系统来过滤背景和反应。研究人员共召集了130多人听取了三种不同条件下的每个场景--共享笑声系统、无笑声、所有笑声--并根据移情、自然、人类相似性和理解来评估互动。共享笑声系统的表现优于任何一种基线。"这篇论文最重要的结果是，我们已经展示了我们如何将所有这三项任务结合到一个机器人中。我们相信，这种类型的组合系统对于正确的笑的行为是必要的，而不仅仅是检测到笑并对其做出反应，"Inoue说。在Erica准备好参加脱口秀表演之前，还有很多其他的笑声方式需要建模和训练。"还有许多其他的笑的功能和类型需要考虑，这不是一项容易的任务。我们甚至还没有尝试对不共享的笑声进行建模，尽管它们是最常见的，"Inoue指出。当然，笑声只是与机器人进行类似人类自然对话的一个方面。"机器人实际上应该有一个独特的性格，我们认为他们可以通过他们的对话行为来显示这一点，例如笑、眼睛注视、手势和说话风格，"Inoue补充说。"我们认为这根本不是一个简单的问题，很可能需要10到20年以上的时间，我们才能最终与机器人像与朋友一样进行休闲聊天。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1331785.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1331785.htm