趣AI | 谁说失去手臂就不能弹琴了，有AI啊

编译 | AI科技大本营

参与 | 李菡 Mingming

人工智能不仅能下棋，还能谈钢琴。近日，国外爵士音乐家Jason Barnes在失去手臂后，用上了人工智能的假肢，这是他五年来第一次弹钢琴。人工智能假肢与大多数假肢最大的不同是，它能够分别控制每个手指。

Jason Barnes激动地表示，人工智能假肢几乎能做任何事。

一个从星球大战得到启发——用肢体控制每个手指

这个发明与在遥远的星系的卢克天行者的仿生机器人手臂的更接近了一些。

尽管这只胳膊不能挥舞光剑，但是它却为爵士音乐家Jason Barnes 带来了更大的能量，这让他五年来的第一次弹钢琴。

Barnes在一次工伤事故中失去了大部分右臂，他的人工智能假肢是由乔治亚理工学院的研究人员发明的。与大多数假肢不同的是，它让28岁的Barnes能够分别控制每个手指。

用这个人工智能假肢，Barnes能够演奏贝多芬的作品，他还演奏了《星球大战》的主题曲。（你可以在下面的视频中看到他。）

“这太令人兴奋了，”Barnes说。“如果能可以弹钢琴，那么它几乎能做任何事。”

独立的手指控制能使手指使用更加灵活

过单独的手指控制，Barnes和其他截肢者可以使用人工智能假肢进行日常活动。比如拿叉子、使用毛巾或者梳子。通过gpu加速的深度学习和超声波机器的结合使得操作更加灵活。

Barnes的假肢，像大多数一样，依赖于肌电图(EMG)传感器来检测肌肉中的电脉冲。虽然肌电图能够识别肌肉运动，但肌电图信号干扰太大，无法确定究竟想要使哪个手指移动。

负责这项研究的乔治亚理工学院教授Gil Weinberg说：“这就像在音乐厅旁边放一个麦克风。”“而我们不得不在呆在音乐厅里面。”

超声波奏起共鸣的乐章

Weinberg在一个同事的实验室里试图改善肌电图时，注意到旁边有一台超声波机。无独有偶，Weinberg想起来医生们在子宫里看到婴儿时使用的设备也能看到肌肉收缩，以及肌肉运动的速度和方向。

“我明白了”他说。“通过超声波，手指的移动和机器上的某些操作有明显的相关性。” 通过在手臂安装一个超声波探头，Weinberg训练了一个深度学习网络来分析和检测肌肉运动。利用带有gpu和cudnn加速器的TensorFlow深度学习框架，这个团队开发了一个算法，成功预测到了Barnes试图使用哪一个手指。

视频地址https://youtu.be/HjW1kIt5iQg

一个与众不同的鼓手

“星球大战”手臂是Barnes的第二个人工智能假肢。这个亚特兰大的音乐教师内心渴望成为一名鼓手，在事故发生后，他安装了自制假体开始打鼓。虽然Barnes能够使用假肢操作鼓槌，但却无法控制棍子的速度和弹力。

这对乔治亚理工大学音乐技术中心的创始董事Weinberg提出了一个完美的挑战，他想通过人工智能技术来改变我们对音乐创作和演奏的看法。

继而当Barnes找到他时，Weinberg制作的机器人已经可以演奏击打乐器和管弦乐器，并且可以利用深度学习与人类音乐家进行即兴创作。和Barnes一样，Weinberg也是一名爵士音乐家(钢琴家)，利用人工智技术能早日恢复到最佳状态，引起了Barnes的兴趣。

视频地址https://youtu.be/io-jtlPv7y4

人工智能的音乐之旅

但Weinberg做的不仅仅是让Barnes能够再次击鼓。他做了一个基于深度学习的假体，不是一个，而是两个。Barnes控制着一个，另一个则根据房间里的音乐即兴演奏。Weinberg说，除了作曲，机械手臂的弹奏速度也比世界上任何鼓手都快。

Weinberg说:“这个想法是为了让你回到过去的生活，或者达到更好的生活状态”“我们可以通过深度学习来突破人类可能的极限。”

尽管第二次鼓槌开始击打时很吓人，但Barnes掌握得很好。现在他正在进行巡回演出。这次旅行他和Weinberg去了四大洲，并且在华盛顿的肯尼迪中心的呆了一段时间。

“我从一场可怕的事故变成了在世界各地演奏”Barnes说。

原文地址：https://blogs.nvidia.com/blog/2017/12/28/ai-prosthesis-skywalker/