人类五官的「电子梦」,正在渐渐梦想成真

36氪品牌2021-04-20
人们电子感官梦,如何从一场科技创新挑战赛开始?

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在雷·布拉德伯里的经典科幻小说《华氏451度》中,一只机械猎犬具备非常强大的电子鼻,能嗅到甚至比真犬更多的味道。我们可以想象一下,如果今天有一个机器人,它也可以看到、闻到、听到,甚至还能品尝食物和具有触感,会不会是一件非常赛博朋克的事情?

大自然是最优秀的工程师,在漫长的进化过程中,让动、植物都具备了非常复杂和发达的感知系统。人所具备的视觉、听觉、嗅觉、味觉和触觉能力,可以使我们完美感知到整个世界,我们除了感叹造物主的神奇以外,这些素材屡屡成为科幻小说的灵感来源,不断挑战着人们的想象力。

而我们也想要把这种想象力具象化,让它出现在真实的世界中。近期,美的集团与36氪联合发起了一场以「人工电子感官」为赛题的美的科技创新挑战赛,面向高校及全社会科技创新人才,旨在促进人工电子感官技术与未来智能家居场景的深度融合。

关于电子感官的美好想象,由此开启。

打开一扇新世界的大门

事实上,电子鼻早在十几年前就已开始在工业生产中大范围使用,航空、食品,饮料,制药,包装和环境行业都率先使用上了电子鼻。早期,美国NASA就开发了一个被称为“ E-Nose”的先进电子传感器,用来在太空中帮助宇航员监测航天器上的空气质量。

这个电子鼻在当时可以检测出12种不同的化学气体,如果这些化学气体在飞船的限制范围内释放,可能会造成很大的麻烦。当然,除了检查意外的化学泄漏外,电子鼻还能提前发现太空中的主要危险——火灾。在地球上,这样的电子鼻用途更广,它还能对未爆炸的地雷进行“嗅探”,对工厂化学气体泄露进行监测,甚至可以用来通过嗅探人类排汗和呼吸的气味来诊断疾病。

如果说NASA当时的电子鼻本领还稍显单一,那么在今天的智能化、物联网时代,各种各样的传感器正在赋予机器以人类的视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉,甚至是青出于蓝而胜于蓝。

在国内,类似的电子鼻的研发和应用也有很多,媒体此前报道曾提到,一些具备味觉和视觉的品尝机器人正在被研发并制造用来推广中国美食,这些机器人配备了电子和光学传感器,可以模拟人的眼睛,鼻子和舌头,并带有运行神经网络算法的“大脑”,它们驻扎在生产线上,以监控从原材料到最终产品的食品状态,品尝机器人不但提高了生产率,而且提高了产品的质量和稳定性,同时降低了生产成本,并为在国外推广中国传统美食提供了技术支持。

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实际上,电子鼻等人工电子感官技术的应用场景除了航空、食品生产领域,在方兴未艾的物联网世界有着更大的应用空间。

物联网作为一个万亿级的庞大市场,是一个感知的世界,传感器赋予物体“生命”,这也意味着人工电子感官有着巨大的应用前景,在未来将迎来更大的爆发。

呼唤更多的颠覆式创新者

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人类在模仿并复制自己的触觉方面做过很多尝试,但局限非常典型,对人类而言十分本能的任务,在机器身上却很难实现。相比于触觉,目前发展最不成熟的则是嗅觉和味觉,比如人的味蕾约有900个,每个味蕾中包含有40-60个味细胞,味蕾的大小约50µm-70µm,每一味蕾由支持细胞及5-18个毛细胞构成。而每一感受器细胞有许多微绒毛突出于味孔,此为味蕾在舌头上皮表面的开口,感受神经纤维的无髓鞘末梢紧密缠绕感受器细胞,在如何模仿人类的味觉上,人们做了很多的尝试,但并不完美。

智能家居的发展以及市场需求的增加,必将不断推动人工电子感官技术在智能家居发展中的应用向更高一级进化。在智能家居场景中,各类电子传感器甚至让电器有鼻子有眼,能听会看,打造一个充满想象力的生活空间。

美的科技创新挑战赛是一个好的开始,通过这样的尝试和探索,相信未来具备能听、会看、会嗅,会尝,以及具备触感的智能家电必将为我们打开一扇新世界的大门。

针对这种现状,此次美的科技创新挑战赛也将主要针对味觉和嗅觉,如在决赛第一轮对决中,就要求参赛选手在从可识别物质范围标准表中选取若干杯种类或浓度不同的“饮料”。在第二轮对决中,在比赛现场设置物质传送带,参赛者需保持固定位置,在不同的传送带速度下,及时识别传送带上移动的物质。

而到了第三轮,主办方会提前选取不同风味的咖啡豆, 参赛队伍所在电子感官系统需最快地速度来鉴别出咖啡风味,并对应得出咖啡豆产地。随着难度的不断增加,这就非常考验视觉、嗅觉和味觉上的综合感知能力,对于所有参赛者而言是一件挑战性极高的事情。

我们常提颠覆式创新,每个创新者都想做到颠覆前人,但创新也有规律,同样重要的是如何应用和落地。为了让这些科技应用更快地飞入寻常百姓家,中国的很多大公司正在通过很多别的方法发力来促使更多地创新技术能够应用落地。

从这个背景上来看,首届美的科技创新挑战赛作为美的集团在科创领域新的发力点,旨在挖掘具有创新思维与实践能力的新时代综合素质人才,进而推动创新技术探索应用的进程,让更多人工电子感官技术可以从实验室成功进入千家万户,给全球消费者带来更多惊喜。

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不仅是一场科技创新挑战赛

这是一个充满机会和探索的时代,人类对于复制并超越我们味觉、嗅觉和触觉的电子梦早晚会实现。

在不远的未来,人类将不再受制于传统的感官,人机界限将更为模糊,人工电子感官会成为人类进化的下一个阶段。我们能够看到人工电子感官技术应用的广阔前景,要想进一步提高人工电子感官的功能、拓宽其应用范围,就需要投入更多的人力、物力来一起共同推动技术的进步。

在此次美的科技创新挑战赛中,评判维度主要有电子感官紧凑度、识别准确率和识别速度。想要在指定的时间内对指定的多少种物质进行准确识别,并不是一件容易的事情,当然比赛的目的并不仅仅只是比赛。

除了丰富的奖金外,美的科技创新挑战赛的更大意义是,为表现优秀的产品研发团队或个人的项目提供孵化与投融资对接的机会。聚焦人工电子感官技术的落地和应用,是眼下这场科技创新大赛的最主要目的,将促使创业企业和创客们用创新技术来解决现实难题的方式,大大地增加了人工电子感官技术的可应用性。

“美的拥有的科技生态链,使得一些技术并不需要建立团队去发展,而让整个社会上的研究团队都可以成为美的研究实验室的成员。”从更加深层的意义上来说,美的科技创新挑战赛的并不仅仅是一次比赛,这在我国核心技术每每被西方“卡脖子”的大背景下,具有更加深远的现实与战略意义。

在这场万人瞩目的科技创新竞赛中,到底谁能拔得头筹,精彩即将开启,让我们一起期待这个属于人工电子感官技术的高光时刻。

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