想要精確數(shù)據(jù)就得犧牲外觀，想要外觀就要犧牲精度？不！

將傳感器全部移至手臂，手指僅保留極細(xì)絲線（直徑0.1mm），實(shí)現(xiàn)了對(duì)手指關(guān)節(jié)運(yùn)動(dòng)的高精度（MAE 2.15°）、高魯棒性捕捉，同時(shí)最大限度保留了手部視覺(jué)外觀特征，為RGB圖像中的手部姿態(tài)自動(dòng)標(biāo)注提供了可靠方案。華中科技大學(xué)丁漢院士團(tuán)隊(duì)最新研究成果：基于線性電位器的細(xì)絲數(shù)據(jù)手套（FLiPo）用于精確標(biāo)注人類(lèi)手指姿勢(shì)。該研究通過(guò)獨(dú)特的傳感分離架構(gòu)，為高精度手部姿態(tài)捕捉開(kāi)辟了新路徑。

基于線性電位器的細(xì)絲傳感方法，結(jié)合優(yōu)化的FK手部運(yùn)動(dòng)模型與FCNN網(wǎng)絡(luò)映射，F(xiàn)LiPo有效解決了當(dāng)前RGB手部姿勢(shì)標(biāo)注中對(duì)手部皮膚視覺(jué)特征遮擋嚴(yán)重、或引入干擾特征的難題。

其核心創(chuàng)新在于“傳感-執(zhí)行分離”的測(cè)量架構(gòu)：傳統(tǒng)數(shù)據(jù)手套將傳感器集成在手指上，不可避免地造成遮擋；

而FLiPo利用直徑僅0.1mm的聚乙烯細(xì)絲作為傳動(dòng)介質(zhì)，一端貼合手指關(guān)節(jié)，另一端通過(guò)導(dǎo)管連接至手臂上的線性電位器。手指彎曲時(shí)，細(xì)絲滑動(dòng)距離與關(guān)節(jié)角度呈線性關(guān)系，從而將測(cè)量環(huán)節(jié)全部外移，實(shí)現(xiàn)了對(duì)手部視覺(jué)特征的最大限度保留。

針對(duì)多關(guān)節(jié)耦合和皮膚軟組織形變帶來(lái)的非線性誤差，團(tuán)隊(duì)引入全連接神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行校正，使角度估計(jì)精度達(dá)到2.15°的平均絕對(duì)誤差。

這一研究成果來(lái)自華中科技大學(xué)智能制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的丁漢院士、吳志剛教授團(tuán)隊(duì)，相關(guān)論文以《Filament Sliding Linear Potentiometer-based Data Glove (FLiPo)for Precisely Annotating Human Finger Poses》為題，發(fā)表在機(jī)器人領(lǐng)域權(quán)威期刊《IEEE Robotics and Automation Letters》上，為高精度手部姿態(tài)捕捉提供了全新方案。

論文原文鏈接：https://ieeexplore.ieee.org/document/11303113

為全面評(píng)估FLiPo的測(cè)量精度、魯棒性與實(shí)時(shí)性，團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一套“真值標(biāo)定+多場(chǎng)景測(cè)試+環(huán)境干擾實(shí)驗(yàn)”三位一體的驗(yàn)證方案：

在整個(gè)驗(yàn)證體系中，元客FZMotion光學(xué)動(dòng)捕系統(tǒng)承擔(dān)了“真值驗(yàn)證”的關(guān)鍵角色：通過(guò)16臺(tái)紅外相機(jī)以200Hz頻率捕捉粘貼于手指骨節(jié)的反光標(biāo)記點(diǎn)三維坐標(biāo)，并基于論文提出的改進(jìn)型正向運(yùn)動(dòng)學(xué)手部模型解算出20個(gè)關(guān)節(jié)的歐拉角，為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練和精度評(píng)估提供了可靠的ground truth。

吳志剛教授具身智能團(tuán)隊(duì)依托華中科技大學(xué)智能制造裝備與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，長(zhǎng)期致力于軟體機(jī)器人技術(shù)與傳統(tǒng)機(jī)器人系統(tǒng)的深度融合，開(kāi)發(fā)新一代人形機(jī)器人關(guān)鍵部件與智能系統(tǒng)。

團(tuán)隊(duì)研究方向涵蓋：

柔性靈巧手及數(shù)據(jù)手套：如本研究所發(fā)起的FLiPo系統(tǒng)，面向高精度手部姿態(tài)捕捉與交互

靈巧抓取策略：結(jié)合視觸覺(jué)感知與強(qiáng)化學(xué)習(xí)，提升機(jī)器人在復(fù)雜環(huán)境下的操作能力

柔性視觸覺(jué)傳感器：開(kāi)發(fā)高靈敏度、可穿戴的感知界面，為人機(jī)交互提供底層傳感支撐

未來(lái)，團(tuán)隊(duì)將繼續(xù)深化在具身智能、人形機(jī)器人靈巧操作等領(lǐng)域的研究，而高精度運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)（如FZMotion）在數(shù)據(jù)采集、算法驗(yàn)證、模型迭代等環(huán)節(jié)持續(xù)發(fā)揮關(guān)鍵支撐作用，為智能機(jī)器人“感知-決策-執(zhí)行”閉環(huán)提供可靠的數(shù)據(jù)基石。