可穿戴面部传感器可以帮助机器人解读人类的情绪状态

可穿戴面部传感器可以帮助机器人解读人类的情绪状态 说到真正让机器了解我们 - 理解我们混乱的人类情感、情绪波动和内心需求是一件很困难的事情。不过，随着时间的推移，这种情况正在慢慢改变，而韩国蔚山国立科学技术研究院（UNIST）的研究人员公布的一个新系统可能会更快地推动我们的科技在情商方面的进步。UNIST的一个团队创造了一种可拉伸的可穿戴面部系统，它利用皮肤摩擦和振动监测来评估人的情绪，并自行发电。没错，它就像听起来一样怪异。这种可穿戴设备由一组薄而透明的柔性传感器组成，分别贴在头部左右两侧的脸上。每个传感器的主体贴在眼睛和耳朵之间，分支延伸到两只眼睛的上方和下方、下颌和后脑勺。研究小组表示，这些传感器可以定制，以适合任何脸型。查看粘合传感器及其在表面的位置传感器安装到位后，它们就会连接到一个集成系统，该系统经过训练，能够根据我们面部的应变模式和声音的振动解码人类的情绪。与其他使用类似技术的系统不同，该系统通过压电原理拉伸传感器材料，完全实现自我供电。这就意味着它可以整天佩戴在身上，而不用担心需要充电。根据 UNIST 研究人员的说法，这是首次创造出完全独立的可穿戴情绪识别系统。虽然基于脸部的贴纸不可能作为日常可穿戴设备流行起来，但 UNIST 团队将他们的技术融入了 VR 环境中，在这种环境中，想象它的蓬勃发展会更容易一些。想象一下，如果能开发出更全面的 VR 头显，就能监测我们的情绪，并相应地调整我们的虚拟世界。事实上，在测试过程中，研究人员利用他们的新情绪传感系统，在各种虚拟环境中根据佩戴者的情绪提供书籍、音乐和电影推荐。研究人员所做的工作是一系列努力的最新成果，这些努力旨在使技术对使用技术的人类更加敏感。随着技术越来越善于理解我们的情绪状态，机器人不仅能更好地利用我们的情绪来五福人类，而且这种进步还能打破人类与机器人之间残存的一些隔阂。试想一下，这对老年人的医疗陪伴机器人将产生怎样的影响。这样的机器可以与人对话，了解它们的的情绪，并采用适当的诱导性对话策略来克服对自我护理的顽固抵触情绪，而不是一个一天三次用平淡的机械声音催促你吃药或多喝水的恼人的机器人。又比如，情感智能机器人可以为孩子们提供一个安全的场所，让他们讨论那些难以与人类伙伴谈论的话题。因为这些机器人可以保持冷静，时钟可以提供头脑清醒的建议，而沮丧的父母可能无法做到这一点。在更邪恶的想象中，情绪读取技术可以充当一种先进的测谎仪，不管一个人说自己的感受如何，它都能解读出他的真实感受。情感智能技术影响我们生活的方式几乎和我们人类每天经历的各种情感一样无穷无尽。虽然在脸上佩戴粘性传感器可能不是未来的发展方向，但研究所的工作无疑有助于在通往"只懂我们"的机器的道路上再迈出坚实的一步。或者，正如研究负责人 Jiyun Kim 所说："为了实现人机之间的有效互动，人机界面（HMI）设备必须能够收集各种类型的数据并处理复杂的综合信息。这项研究体现了在下一代可穿戴系统中使用情绪这种复杂形式的人类信息的潜力"。上述研究发表在《自然通讯》杂志上。 ... PC版： 手机版：

可食用电池、传感器和致动器让可食用机器人变为可能

可食用电池、传感器和致动器让可食用机器人变为可能 EPFL智能系统实验室（LIS）主任达里奥-弗洛雷诺（Dario Floreano）说："将机器人和食物结合在一起是一项引人入胜的挑战。"他是最近发表的一篇观点文章的主要作者，这篇文章探讨了我们离可食用机器人的现实还有多远。"我们仍在摸索哪些可食用材料的工作原理与非可食用材料类似"。乍一看，食物和机器人似乎是科学领域的对立面。但是，根据文章作者的观点，可食用机器人并不仅仅是你花高价在高档餐厅的盘子上看到的新奇事物。它们在人类健康和营养、野生动物保护和动物福利以及环境等领域有着广泛的潜在应用。可食用机器人潜力巨大，2021 年，弗洛雷亚诺与荷兰瓦赫宁根大学的雷姆科-布姆（Remko Boom）、英国布里斯托尔大学的乔纳森-罗西特（Jonathan Rossiter）和意大利理工学院的马里奥-凯罗尼（Mario Caironi）共同发起了机器人食品项目，并获得了欧盟为期四年、总计 350 万欧元（375 万美元）的资金支持。非食用（灰色）和食用（彩色）材料在弹性和密度方面的比较根据 RoboFood 网站的介绍，该项目的"总体目标"是"为开发真正的可食用机器人和机器人食品奠定科学和技术基础"。为此，让我们来看看可食用机器人的发展时间表，就像大多数与科技相关的事物一样，可食用机器人的发展也是日新月异。2017 年，EPFL 的科学家们用两个完全可食用的致动器制造出了一个能够搬运苹果的机械手。这些致动器本身由明胶-甘油材料制成，具有类似硅树脂弹性体的机械特性。2022 年，EPFL 和瓦赫宁根的科学家设计出一种固定翼无人机，机翼由膨化年糕和明胶粘合而成。当然，只有无人机的机翼是可食用的，但它的飞行速度为每秒 33 英尺（10 米），可携带自身质量 50%的可食用载荷。2023 年，印度理工学院的研究人员用核黄素（维生素 B2）做阳极，用槲皮素（一种存在于红洋葱、辣椒和羽衣甘蓝中的促进健康的天然色素）做阴极，制造出了一种可食用的充电电池。活性炭提高了导电性，而紫菜通常包裹在寿司卷上的那种东西则用来防止短路。电池用蜂蜡包装，工作电压为 0.65 伏，仍然是摄入时的安全电压；两个电池串联起来，可以为一个 LED 供电约 10 分钟。2024 年，来自布里斯顿大学、印度理工学院和洛桑联邦理工学院的科学家们创造了首个基于电子传导的可食用应变传感器。关键在于一种新型导电墨水，它是活性炭、哈瑞博小熊软糖和水乙醇混合物的组合。当油墨喷洒在可食用的基底上时，两者都可以被吃掉。可食用部件、可食用机器人和机器人食物的例子。对于机器人食物，括号内标明的是输入刺激物RoboFood团队成员、该视角论文的共同作者之一Bokeon Kwak说："关于致动器、传感器和电池等单一可食用部件的研究很多。但最大的技术挑战是将使用电力来运作的部件（如电池和传感器）与使用液体和压力来移动的部件（如致动器）组合在一起。"研究人员在论文中阐述了目前实现可食用机器人所面临的挑战。现有的可食用致动器和电池在功率、耐久性和可靠性方面仍然低于非可食用的同类产品，或者它们需要使用非可食用的部件。另一个挑战是，虽然许多可食用部件是由我们通常食用的东西制成的，但还需要进一步研究它们与消化系统的相互作用。此外，还有微型化问题，要使机器人足够小，成为一个可吞咽的整体。最后，可食用机器人最终必须达到某种目的。那么，研究人员预计它们能达到什么目的呢？他们在论文中给出的例子包括：分析消化道并精确输送药物、通过食道清除食物堵塞物、为人类和动物提供营养、保护野生动物和驯养动物的健康包括注射疫苗、环境监测，当然还有提供新奇的烹饪体验。由于可食用机器人也是可生物降解的，因此比其他替代品更环保。洛桑联邦理工学院（EPFL）和印度理工学院（IIT）的科学家们用气动明胶腿和可食用的倾斜传感器制造出了这种部分可食用的滚动机器人EPFL一个重要的问题需要答案：人们对吃机器人会有什么反应？2024 年的一项研究给出了一些答案。研究人员给参与者提供了由糖和明胶制成的机器人一个会动，一个不会动并测量了他们的感知和味觉体验。他们发现，移动的机器人被视为"生物"，而静止的机器人则是"食物"。不过，移动的机器人味道更鲜美。移动的机器人经常被描述为"甜的"，参与者还提到了"苹果"等特定的味道，而不动的机器人则被描述为其组成成分，这表明参与者认为移动和不动的机器人是由不同的材料制成的。此外，在咀嚼移动机器人时，参与者描述的质感与机器人不动时明显不同。研究人员提出的一种可能的解释是，当机器人移动时，参与者认为机器人具有生命力；它更"有活力"。这篇论文的作者还没有推测我们何时能在盘子里看到可食用的机器人。虽然上述技术障碍仍需克服，但鉴于技术发展的突飞猛进，我们可能无需等待太久。文章发表在《自然-材料评论》杂志上。 ... PC版： 手机版：

突破性的高柔性传感器装置让科学家离成功在太空种植植物更近了一步

突破性的高柔性传感器装置让科学家离成功在太空种植植物更近了一步 伊利诺伊大学的研究人员发明了可拉伸传感器，这种传感器可以监测植物生长并远程传输数据，克服了最初的挑战，有可能彻底改变地球和太空的农业实践。资料来源：美国国家航空航天局马歇尔太空飞行中心这项研究详细介绍了美国国家航空航天局（NASA）授予刁颖的一项资助的部分早期成果，该资助旨在研究如何利用可穿戴印刷电子设备实现太空农业。她说："这项工作的动机是宇航员在执行长期任务时需要可持续地种植蔬菜。"团队利用一个地球实验室来开展这个项目，目的是创造一种高度可靠的可拉伸电子设备。"老实说，我们在开始这项工作时认为，这项任务只需要几个月就能完善。然而，我们很快就意识到，我们的聚合物太硬了，"该研究的第一作者、研究生王思清说。"我们不得不重新配制很多成分，使它们更柔软、更有伸缩性，并调整我们的打印方法，控制装置内部微结构的组装，使它们在打印和固化过程中不会形成大晶体。"研究小组找到了一种非常薄的薄膜装置，有助于在组装和打印过程中抑制晶体生长。"在解决了拉伸性和组装问题之后，我们必须解决在高湿度和快速生长条件下使用可穿戴电子设备所带来的问题，"王说。"我们需要可重现的结果，这样在生长实验过程中就不会出现传感器脱落或电子故障。我们最终找到了一种不受苛刻条件影响的无缝电极和接口。"基于可伸缩聚合物和电子器件的自主远程应变传感器"（SPEARS2）是三年艰苦工作的成果，证明了应用科学很少有"尤里卡时刻"。"在我们对植物生长进行精确、非侵入式实时测量的能力方面，这是一项令人兴奋的技术进步。我期待着看到它如何与最新的基因组和细胞过程分析工具相辅相成，"Leakey 说。这项研究关注的是玉米等主要向上生长的植物。不过，研究人员计划推进他们的电子打印方法，以创建一个可以监测向上和向外生长的系统。研究小组表示，他们还在努力提高远程感知和监控化学过程的能力。"我认为可穿戴电子产品研究界忽视植物的时间太长了，"刁颖说。"我们知道，植物在适应气候的过程中承受着巨大的压力，我认为软电子产品可以在促进我们的理解方面发挥更大的作用，这样我们就能确保植物在未来健康、快乐和可持续发展无论是在太空、其他星球还是在地球上。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：