人工智能逆天的传感器

1、人工智能（一）逆天的传感器原创作者：于文飞【互联网创业圈】向那些疯狂的家伙们致敬， 他们特立独行， 他们桀骜不驯； 他们惹事生非，他们格格不入，他们用与众不同的眼光看待事物；他们不喜欢墨守成规，他们也不愿安于现状，你可以赞美他们，引用他们，反对他们，质疑他们，颂扬或是诋毁他们，但唯独不能漠视他们， 因为他们改变了事物， 他们推动人类向前发展。乔布斯人类存在的意义到底是什么？这是亘古以来很多人所追寻的答案，或许宗教给了我们答案，或许我们永远不可能得到最终的答案。机器与生命之间的重叠在一年年增加，这种仿生学上的融合也体现在词语上。“机械”与“生命”这两个词的含义也在不断延展，直到有一天，所有结构复

2、杂的东西都会被看作是机器，所有能够自我维持的机器都会被看作是生命。除了语义的变化，还有两种具体的趋势正在发生：（ 1）人造物表现的越来越像生命体；（ 2）生命变得越来越工程化。当下发展迅速的“机器深度学习”和“神经网络”技术令机器未来的发展有可能使我们满怀敬畏：当那些由人类制造出来的机器具备了学习、适应、自我治愈、自我复制、甚至是进化的能力。这是一种我们还很难想象的能力，未来并不遥远。来自牛津大学人类未来研究所的 Katja Grace 研究小组以人工智能何时超越人类为题，发布了一篇研及其究报告，该报告涵盖：人工智能在未来将具备的技能、实际应用，将在哪些领域实现人类工作的自动化，以及人工智能带

3、来的社会与伦理影响等问题。据研究小组介绍，该项研究在人工智能领域是一个具有更大样本，更具代表性的研究。该项研究调查了全球1634 名机器学习与人工智能领域的相关专家（这些专家均在机器学习领域的两大顶级会议： 2015 国际机器学习大会与 2015 神经信息处理系统大会上发布过论文），并收到 352 份回复。对于人工智能将在哪些领域具备哪些技能， 甚至何时超越人类， 研究小组得出了以下数据：翻译语言 2024 年；撰写高中论文 2026 年；驾驶卡车 2027 年；在零售业工作 2031 年；写一本畅销书 2049 年；成为一名外科医生 2053 年；专家们相信：在 45 年内，人工智能在各领域

4、中有 50% 的机会超越人类， 在 120 年内，能够实现所有人类工作的自动化。有趣的是，不同地区的专家对人工智能将在何时超越人类，有着较为显著的差异。例如：亚洲地区的受访专家较北美地区专家更相信这一时间会更早到来。预测的重要性在很多时候并不在于其是否准确，而是为我们提供了关于未来的想象力，以及为之付出行动的动力。不管这些预测是否准确，人工智能无疑已经掀起人类有史以来最大幅度的科技变革。医疗、金融、教育、制造、能源、零售任何行业都必须拥抱这一变革。在未来的许多年以后，机器或许也会出现这种疑惑：机器存在的意义到底是什么？ IBM 有一台黑色素瘤分析仪器，这是一种与皮肤癌相关的技术。皮肤癌是一种常

5、见的疾病，每年它在全世界可能会影响到 200 万人，而黑色素瘤是皮肤癌中比较可怕的一种，是皮肤癌致死的主要癌症之一。所以，一旦患者有了皮肤病变，就会非常担心是不是皮肤癌，甚至担心是黑色素瘤。皮肤病专家需要对病症做出相应的分析才能确定是什么病，然而现在的技术对这种病症的确定性并不高。目前最好的临床学家也只有75% 84% 的准确率，他们使用的是一种被称为“皮肤镜”的透镜，这种设备可以用来观察病变。IBM 在研究的是一种可以通过训练机器观察图片，从而帮助医生对于病理问题做出正确决策的技术。机器经过训练，正在学习可以帮助他区分各种图片的方法，有趣的是，这种方法和人类眼睛看到的不一样。IBM 在这个项

6、目里发现，机器学习这种方法可以比医生用肉眼效率更高，机器使用它学到的方法，在识别黑色素瘤方面精确度超过85% 。从地球上第一个长出眼睛的生物三叶虫算起，到今天，人类视觉的进化经历了5 亿 4000 完年的漫长历程。人类能获得今天的视觉能力，是大自然长期训练的结果。大自然还将我们的大脑训练成最聪明的经济学家，知道如何高效的利用空间和能源。我们大脑皮层的 1/3 是视觉皮层，这意味着，视觉是一个对生存来讲最重要的感知系统，同时它也是最难的。什么是视觉，难道就是眼睛么？眼睛仅仅是窗口，主机其实是我们的大脑。视觉是人类获取信息最重要的渠道，我们的眼睛好比是相机镜头，用来采集图像， 而负责识别和理解的则

7、是我们的大脑。我们眼球转动一次的平均时间大约是200 毫秒，如果把每一次转动比作按下一次相机快门的话，一个两三岁大的孩子已经看过了上亿张现实世界的图片这是一个海量的训练数据。机器能做到这一点，就要靠不可思议的传感器。传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、 感受外界的信号、物理条件（如光、热、湿度）或化学组成（如烟雾），并将探知的信息传递给其他装置或器官。国家标准GB7665-87对传感器下的定义是： “能够感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用输出信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。这里所说的“可用输出信号”是指便于加工处理、便于传输利用的信号。现在电信号是最易于处理和便

8、于传输的信号。传感器能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。根据主要功能常将传感器的功能与人类5 大感觉器官相比拟：光敏传感器视觉声敏传感器听觉气敏传感器嗅觉化学传感器味觉压敏、温敏、传感器、流体传感器触觉敏感元件的分类： 物理类，基于力、 热、光、电、磁和声等物理效应。 化学类，基于化学反应的原理。 生物类，基于酶、抗体、和激素等分子识别功能。通常据其基本感知功能可分为热敏元件、光敏元件、气敏元件、力敏元件、磁敏元件、湿敏元件、声敏元件、放射线敏

9、感元件、色敏元件和味敏元件等十大类（还有人曾将敏感元件分46 类）。以大家最为熟悉的一个智能硬件产品智能手表为例，我们看这个寻常的小玩意儿通常会使用哪些传感器？1、加速度传感器加速度传感器是运动监测设备普遍具备的基本传感器，通常被用来记录行进步数。通过测量方向和加速度力量，加速度计能够判断设备处于水平或是垂直位置，来判断设备是否移动，从而达到计步操作。加速度传感器似乎已经成为智能手机的标配，而 iWatch 将使用加速度传感器测量身体运动，并且可以记录用户步数以及睡眠习惯。 2、全球定位系统 （ GPS ）北斗 GPS 双模模块 GPS 虽然已经是非常普及的技术，通过使用 29 颗地球总轨道卫

10、星中的四颗进行定位，便能够获得误差较小的精确位置。不过，由于耗电量偏大，所以尚未在运动手环中普及，只有一些定位专业运动监测的运动手表才具备 GPS 芯片，用于记录用户的地理位置、跑步路线等等。 3、光学心率监测器光学心率传感器是目前运动监测设备逐渐流行的配置， 使用 LED 发光照射皮肤、血液吸收光线产生的波动来判断心率水平，实现更精准的运动水平分析。不过，目前对于光学心率传感器的准确性也存在较大争议，因为每种设备都会添加一些肤色弥补技术，来适应更广泛的人群，所以不同设备的差异也较大。 4、皮电反应传感器皮电反应传感器是一种更高级的生物传感器，通常配备在一些可以监测汗水水平的设备上。简单来说，

11、人类的皮肤是一种导电体，当我们开始出汗，皮电反应传感器便可以检测出汗水率，配合加速度计及先进的软件算法，有利于更准确地监测用户的运动水平。 5、环境光及紫外线传感器环境光传感器模拟人类眼镜对光线的敏感度，可以根据周围光线的明暗来判断时间，并有效节省运动监测设备的电力消耗。而紫外线传感器则可监测到光线中的紫外线指数，实现防晒提醒操作。 6、生物电阻抗传感器下面四颗金属质感的方形小颗粒更先进的生物电阻抗传感器，可通过生物肌体自身阻抗来实现血液流动监测，并转化为具体的心率、呼吸率及皮电反应指数，是一种更先进的综合生物传感器，准确性也相对更高。我们知道，人体就像是一个连接了各种导电材料和电器的导电体，

12、各个电器的耗电量、各个通路的导电性能不同，所形成的电阻抗及其他电信号指标也不同。人体的电阻抗特性主要表现在以下几个方面： 不同生物组织间存在较大的阻抗差异。例如，脑脊髓液的阻抗可以比骨组织低 250 倍。同样是软组织，它们之间的电阻率最大值与最小值之比，也可达到 35:1 。 同一生物组织在不同的生理状态下阻抗不同。例如，党组织温度升高或者降低 1时，阻抗值会有 2% 左右的变化，组织内血液的流动、体液的充盈与否、心脏的周期性活动、器官体积的变化、呼吸过程，都会引起电阻抗值的周期性变化。 生物组织发生病变时与正常时的阻抗相比变化十分显著。例如，脑肿瘤异变组织的电阻抗可以比正常组织高出 13 倍

13、。肌肉萎缩时的阻抗值约为正常组织的 2 倍。脑出血异变组织的电阻抗仅为正常组织的 1/4 。 生物组织的阻抗特性与频率和方向有关。不同频率下的阻抗特性各异；某些生物组织沿不同方向测量时，阻抗值也不相同。因此，通过测量人体各体区、各器官组织在一定电频、一定方向下的电阻抗，经过拓扑分析、交叉分析等手段，对这些数据进行全面分析，与数据库比对，判断健康风险，不光在技术上可行，而且先进。 7、陀螺仪：普通陀螺仪 & 电子陀螺仪这又是一款不可缺少的组件，可以侦测转动。陀螺仪获得的数据可以与锻炼逻辑算法相互协作。此外，陀螺仪还能让 iWatch “感知”用户，比如举起手腕准备看表时。屏幕自动亮起。 8、磁力

14、计：磁力计其实就是指南针，可以用来提升运动追踪的准确性。 9、晴雨表 /气压传感器：这款传感器不仅仅可以向用户提供更准确的天气数据。气压计还可感知海拔高度的变化，对于跑步爱好者和登山爱好者来说，海拔高度数据非常重要。10 、环境温度传感器：这款传感器可以用来提供更准确的生物数据。比如环境温度传感器可以与用户皮肤体温对比，确定最适宜的运动强度。未来，或许会有更多的传感器被塞入这些身材小巧的设备里面。现在的传感器技术已经发展到了一个比较高的水平了，借助传感器，机器可能完成更多人类不可能完成的工作。机器人的发展究竟到了什么地步？这或许是很多朋友更为关心的话题。一张纸，你能对它产生怎样的想象？坐落在美国马萨诸塞州剑桥市的麻省理工学院里，有一张很小的“纸片”，这张“纸片”一旦受热后，就会变成一个巧妙的3D 机器儿，短短几秒中之内就能从平面变成酷似蜘蛛的外形，并以高达4cm/s 高速移动。在完成任务后， 它还能在丙酮溶液中溶解，只剩下一块磁铁。 实验室主任丹妮拉鲁斯说， 这个小家伙可以跑得很快，甚至能够推东西。这可不是普通的“纸片”，微型“折纸”机器人是由一块磁铁和激光切割过的聚苯乙烯、纸以及 PVC（聚氯乙烯）构成的。它体重只有 0.31g ，长 1.71cm 。当研究者