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前瞻技術脈動：Ai與機器人技術（202504）

關鍵字：仿生嗅覺晶片；人工嗅覺感測器；手環；超音波訊號；強化學習；人形機器人；可穿戴人類情感即時辨識技術；多模態人類情感辨識系統；
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科技產業資訊室(iKnow) - 技術發展藍圖研析團隊 發表於 2025年2月19日
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圖、前瞻技術脈動：Ai與機器人技術（202504）
 
研究人員開發仿生嗅覺晶片以實現先進的氣體感測和氣味檢測
如何創造出像人類嗅覺一樣靈敏的人工嗅覺感測器？一種方法是在奈米基板上製作成千上萬個仿生嗅覺氣體感測晶片，模擬人類嗅覺的感知機制。

香港科技大學的研究團隊開發出一種仿生嗅覺晶片，它可以像人類一樣聞到氣味。這種晶片由成千上萬個微小的氣體感測器組成，可以分辨混合氣體和24種不同氣味。研究團隊將這種晶片裝設於機器狗身上，建構造出結合嗅覺和視覺的感測系統，以識別未知物體，例如在保安巡邏中偵測可疑物品或在救援行動中尋找倖存者。仿生嗅覺晶片除了裝設在機器狗之上，還可以應用於食品、環境、醫療和工業製程監控等領域。此外，亦可在檢測食品腐敗、監測空氣污染、診斷疾病和確保工業製程安全等面向有所發揮，相關研究成果已發表於《Nature Electronics》期刊。
參考資料：Researchers develop biomimetic olfactory chips to enable advanced gas sensing and odor detection. TechXplore. 2024/03/28.

手環利用回音和AI追蹤手部位置，應用於VR等領域
開發更精準且低功耗的手部追蹤技術，可以通過利用低功率的超音波訊號來偵測使用者手部反射的回波。這樣的技術既能提高追蹤準確度，又能有效降低能耗。

康奈爾大學的研究團隊開發了一款新型手環，可利用超音波訊號追蹤使用者手部位置以及手部互動的物體。這款裝置名為EchoWrist，配備了兩個微型喇叭和兩個麥克風。微型喇叭負責發射超音波，麥克風則接收反射回來的回波。手環裏的微控制器分析這些訊號，並由機器學習模型來辨識手部姿態。經過實測，EchoWrist偵測日用品和動作的準確度高達97.6%，可望應用於VR、智慧家庭操控等領域。相較於習知的手部追蹤技術，EchoWrist功耗更低且更注重隱私保護，相關研究成果已發表於《arXiv》期刊。
參考資料：Wristband uses echoes and AI to track hand positions for VR and more. TechXplore. 2024/04/02.

基於強化學習的可擴展框架，促進人形機器人的遠端操作
如何有效地遠程操控人形機器人以完成複雜動作，則可以基於強化學習框架，結合RGB攝像頭和動作轉換演算法等技術，實現即時操控人形機器人的目標。

卡內基美隆大學的研究團隊開發了一種名為H2O((Human2HumanOid)的方法，可實現人們對人形機器人的遠端即時操控。 這項突破使研究團隊能收集大量人類動作資料，並重定位這些動作以供人形機器人運用。H2O僅依賴一台RGB攝像頭，使機器人能即時執行各類動態全身運動。 透過一系列實測，展現了H2O方法的可行性，例如遠端操控人形機器人搬箱子、踢球、推嬰兒車以及揀取盒子並扔進垃圾桶。 由於H2O系統僅需配置簡單的硬體設備，因此適合應用於各類環境，相關研究成果已發表於《arXiv》期刊。
參考資料：A scalable reinforcement learning–based framework to facilitate the teleoperation of humanoid robots. TechXplore. 2024/04/06.

世界首個可穿戴人類情感即時辨識技術亮相
由於人類情感（如情緒、心情和感覺）具有抽象性和模糊性，理解並準確提取情感資訊長期以來一直是一項挑戰。因此，開發一種多模態人類情感辨識系統，將語言與非語言表達資料結合，以有效利用全面性的情感資訊，成為解決此問題的一種方式。

由韓國國立蔚山科學技術研究院研究團隊發表於《Nature Communications》期刊的研究成果指出，該團隊開發了一項具有開創性的技術，能即時辨識人類情感。該創新有望革新各種行業，包括基於情感提供服務的次世代可穿戴系統。研究團隊利用多模態人類情感辨識系統，結合語言和非語言表達資訊，以有效利用全面性的情感資訊。該技術核心是個人化皮膚一體化面部界面系統(PSiFI)，具有自我供電、簡便易用、可拉伸和透明的特點。該系統的雙向摩擦電荷和振動感測器實現了語言和非語言表達資料的同時感知和彙整，並與資料處理迴路完全整合，實現了無線資料傳輸，從而達成即時情感辨識。此外，該技術利用機器學習算法，即使當個人戴著口罩時，也能準確地即時識別人類情感。該研究是由National Research Foundation of Korea和Korea Institute of Materials資助。(1382字；圖1)
參考資料：World' s First Real-Time Wearable Human Emotion Recognition Technology Unveiled. SciTechDaily. 2024/04/08.

 

 
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