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【紫牛新闻】让纸、皮肤甚至一面墙变成触屏!90后博士“魔术师”的黑科技
来源:扬子晚报网 2018-05-12 20:07:12

【张洋发明的“黑科技”,
有的只有在科幻片中才见过】 
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一位在卡内基梅隆大学攻读博士学位的90后中国小伙张洋牵头发明了一个触控黑科技,可以把任意的纸张变成触摸屏,而且成本非常低。这项发明近日在网上热传,紫牛新闻记者联系到这位科学“魔术师”,发现他的黑科技发明不止这一项,他能把整间屋子都“触摸”起来,把皮肤变成触摸屏,还有一项发明可以用作机器人的皮肤。


只用1元多钱,把纸变触控屏

触摸控制的电子设备已经是生活中不可缺少的东西,但很多东西还是传统的使用方式,比如我们在纸上写东西,还不能同步传输到电脑里,张洋的智能触控纸就是解决这个问题。

这个黑科技最初是在央视的《未来架构师》节目中展示的,它的秘密是在纸的背面涂一层导电油漆,再加上控制设备和电脑中的控制软件,就能感应到手指或者笔在纸上的运动,并将其投射到电脑中。

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用户可以在阅读的同时用触控交互功能添加书签、记笔记或者发布到社交媒体上。在学校里,老师可以实时收集到学生的答案,及时给予反馈。用到飞行棋、大富翁之类的游戏中,自然更不是问题。

另外,这项发明成本非常低,一页纸折合人民币大约只要1元多,如果大规模生产,价格会更低。

从小就对普通人能用到的技术感兴趣

张洋来自北京,大学是在北航读的自动化专业,毕业后到美国卡内基梅隆大学攻读博士学位,预计2020年毕业。

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【张洋】

他所在的实验室就叫“未来界面实验室”,专门研究能够颠覆传统人机界面的项目。他的导师叫克里斯·哈里森,在卡内基梅隆大学担任人机交互学科的助理教授,干活很有热情,愿意花很多时间跟学生一起工作。

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【张洋(右二)和同学们在一起】

张洋告诉紫牛新闻记者说,他从小“就对能被用户用到的技术感兴趣”。这样的技术不是太玄妙的基础研究,而是能够在比较短的时间里实用化,进入普通人生活的技术。

张洋说,他在北航读书的时候,就做过一个小装置,可以贴在任何灯具的开关上,之后可以用遥控器远程控制灯光。他在大学的时候也和中科院软件所合作,做过一套教小孩子学习编程的玩具。

卡内基梅隆大学的计算机在全美排名第一,他一直很向往,所以大学毕业后到这里继续攻读,而他出国之后才发现,“这门学科叫作人机交互”,现在他研究的具体小方向是触控交互和互联网检测。

让墙壁有感觉,给机器人设计触感皮肤

智能触控纸让人感到惊艳,其实和它同时发表的还有一项技术,能把整面墙壁变成可以感知用户和家电的智能墙壁。

张洋说,智能墙壁能够检测室内的家电使用情况,感知用户的体态,可以配合如今已经进入普通家庭的智能音箱使用。它还可以当做大型的触摸屏,比如用户可以通过双击墙面控制灯光,左右滑动切换音乐,或者玩一些体感游戏。

这几项研究都是张洋牵头的,差不多承担了80%-90%的工作量,硬件软件都是他做的。

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【把墙壁变成触摸屏的实验过程】

张洋还参与了一个投影触摸手表的开发,它可以把显示界面投影到手臂上,并直接进行触控操作,以前只在科幻影片中见过。他们实验室和中国企业合作进行量化生产,目前已经开始在国内众筹,而且价格不算太高。

张洋还用他主持研究Electrick在开创业公司,这项技术使用电场断层扫描,有一个具体的应用是触控方向盘,它能够检查手握方向盘的位置,纠正司机驾车习惯。司机还可以通过方向盘实现交互操作,比如切换电台,控制音量,等等,不需要再使用按钮。

Electrick技术还能用到机器人皮肤上,让机器人的身体和人一样有真正的感觉,比如拍机器人的肩膀,它会有反应,挠痒痒可以让它笑。

不仅研究人机交互,热心的张洋还希望和读者进行更多交流,他的新浪微博账号是“CMU张洋”,读者如果有人机交互方面的问题,都可以进行交流。

问到博士毕业后的打算,张洋告诉紫牛新闻记者说,他希望能到大学继续从事人机交互的研究,同时会开办创业公司,努力把研究成果尽快变成现实。

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紫牛问答

为什么从事人机交互研究?

主要就是想做一些能改变人们生活的技术。而计算机是人类毫无疑问的最伟大的发明。所以就自然的想做一些技术去改变人和计算机之间的交互方式。使得人们可以更自然更高效的控制计算机,让计算机检测人的行为,理解人们的意图,从而更好的帮助我们实现我们想做的事情。

现在的计算机无论是从传感器灵敏度还是运算速度上都远超人脑。但是它们还是不够聪明到理解我们的意图。比如我的智能手表其实并不智能,因为它不知道我在做什么,不知道我在开会的时候不要打扰我,不知道我在运动之后给我自动下单买一杯饮料。它只能被动接受指令。这些问题都是我和我的实验室正在解决的问题。我们的技术让智能手表可以检测人的行为,可以使用很实用的方法在室内检测用户的行为。让计算机变得不仅更敏感,更快,而是更聪明,更懂我们。

你的发明被说成黑科技,你怎么看?


我觉得黑科技这个标题很酷,很抓眼球。但是我看到越来越多的黑科技只是停留在概念,或者试验原型。我希望我们的黑科技最终能够转化成产品,让人们可以买到使用到。我现在开的创业公司也是为了这个目的。

在美国创业,投资好不好找?

在美国创业,我感觉投资没有国内好找,国内创业的机会更大。我也和很多投资人聊过,大多数都是国内的投资人表示愿意投资。

这类技术中美差距有多大?

技术上几乎是没有差距的,唯一的差距可能只是在研究人员的数量。我感觉国内近几年来也有很多非常好的人机交互项目,而且国外这个领域也不乏华人的身影。

你们实验室和科技大企业有合作吗?

有的,但是因为签了保密协议,不能透露他们的信息,因为公司之间都是不想让对方知道自己在做什么,希望保持技术领先,保密协议严格到连公司的名字也不能透露。

能评价美剧《西部世界》里的那些技术吗?

我们离《西部世界》里的场景还有很长的路要走,要实现《西部世界》里逼真的机器人,我们不光需要能像人脑一样思考的人工智能,同时还需要各种传感器达到人类的感受环境的水平,和更稳定的机械控制系统达到人类的运动能力。

不过随着计算机技术的崛起,我觉得即使未来的路很长,我们也是在正确的方向上加速跑。估计我这辈子可能能赶上机器人的觉醒,就是指机器人能达到乱真的程度。

做这项研究忙吗?

忙的时候特别忙,忙完了之后也有闲的时候我们会出去旅游休假。一般每次准备参加会议拿作品时比较忙。像我们组经常参加的两个人机交互大会,日期相差半年左右,所以我们可以说半年忙一次,一次忙半年。

在做研究时,很多需要动手的项目都是自己做,之前万万没想到自己会在读博的时候做这些事。比如触控方向盘的研究,为了给这个作品拍演示视频,我们去废车场切了半个车运回实验室。把不需要的玻璃窗和零部件都拆掉,你仔细看,这个车是没有车门和挡风玻璃的。在做智能墙壁时,也是自己动手刷墙。

有些产品的演示好像奥数,
学奥数对你的研究有帮助吗?


没有直接帮助,我小时候数学也是不好的,尝试了几次奥数都从入门到放弃。人机交互研究中数学很重要,但是高中和大学水平的数学足以应对我现在的科研。而且读博教给我最重要的一点是遇到问题解决问题的能力。有不会的可以自学现学现用。


紫牛新闻记者|宋世锋
编辑|张冰晶 陈迪晨

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