西北大学研发的微型可穿戴设备可模拟逼真的触觉 带来虚拟现实体验

如今的虚拟现实游戏和内容可以带来相当高的沉浸感,但它们在触觉反馈方面却大打折扣。在虚拟现实中“感受”一个有纹理的物体,或者感受到用手抚摸华丽织物的感觉一定会很酷。这正是伊利诺伊州埃文斯顿西北大学的研究人员希望通过他们的新可穿戴设备实现的目标。

这款可穿戴设备采用了先进的执行器,可以向任何方向移动,提供比振动马达更真实的触觉反馈

这是一款轻巧的设备,大小与指尖相当,它的功能远不止简单地在皮肤上振动,而是使用更先进的技术提供更丰富的触觉。

“几乎所有触觉致动器实际上都只是戳在皮肤上,”领导该设备设计的该大学材料科学与工程教授约翰·A·罗杰斯 (John A. Rogers)表示。“但皮肤能够接受更复杂的触觉。我们制造了一个微型致动器,它可以将皮肤推向任何方向和任何方向组合。有了它,我们可以以完全可编程的方式精细地控制复杂的触觉。”

与仅以不同模式发出嗡嗡声的振动马达不同,该技术解决了触觉如何通过皮肤内的几种不同类型的机械感受器(您可以将其视为传感器)实现的问题。它们位于不同的深度,具有不同的敏感度。


这款可穿戴设备可以戴在手背或指尖,并能带来多种感觉 约翰·A·罗杰斯/西北大学

通过结合新开发的完全运动自由度的执行器、蓝牙连接、加速度计和微型电池,这个小玩意儿可以无线模拟一系列感觉,包括振动、拉伸、压力、滑动和扭转。它还可以结合感觉并以不同的速度运行。

该执行器可以沿着皮肤向任何方向移动,同时与许多机械感受器接合,并且可以排列成阵列以产生更广泛的触觉。

这听起来像一个简单的装置,也许这就是它很酷的原因。一个微小的磁铁连接到与电池相连的线圈上。当电流通过线圈时,会产生磁场,从而移动、推动、拉动或扭转磁铁。当这些执行器组合成阵列时,它们可以重现不同的感觉。


这个设备只有指尖大小,包含磁铁、线圈、电池、加速度计和蓝牙芯片 约翰·A·罗杰斯/西北大学

根据触觉的安装位置(例如,安装在手背还是指尖),板载加速度计会向系统提供信息,告知您移动的速度是快还是慢,以及移动的方向。这可以使运动跟踪更加逼真。

这应该有助于 VR 体验的感官反馈组件赶上我们戴上耳机时所期望的逼真、高保真的音频和视频。

除了提供更具沉浸感的体验外,罗杰斯指出,它们还可以帮助实现其他新颖的应用。“如果你用手指沿着丝绸滑动,它会比触摸灯芯绒或粗麻布时摩擦力更小,滑动速度更快,”他说。“你可以想象在网上购买衣服或布料并想要感受它们的质感。”

在另一个例子中,该系统帮助将音乐声音转换为物理触摸,因此用户可以根据可穿戴设备感受到的振动方向区分音调和乐器。

这项技术还可以帮助有视力障碍的人体验沉浸式媒体,并导航周围环境。该团队关于该设备的论文将于 3 月 28 日发表在《科学》杂志上

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自建低成本生成式人工智能的热潮才刚刚开始

据报道,OpenAI 正以 3000 亿美元的更高估值筹集更多资金,但对基于生成式人工智能热潮的大型科技股泡沫的担忧,已经削弱了市场领先企业的地位。中国的 DeepSeek 的出现是一个主要原因,现在,数十亿美元的人工智能数据中心建设正受到审视,阿里巴巴联合创始人蔡崇信最近也发出了警告。但在斯坦福大学和加州大学伯克利分校等顶尖学校的计算机科学家当中,仅需 30 美元就能构建一个大语言模型的能力,带来了 “顿悟” 时刻。


当 DeepSeek 发布其 R1 模型,并声称仅花费 600 万美元就实现了其生成式人工智能大语言模型时,包括微软投资的 OpenAI 在内的美国人工智能市场领先企业所投入的数十亿美元资金,立即受到了审视。

DeepSeek 的成本分析仍然受到怀疑,投资者对 OpenAI 的信心也并未减弱。据报道,它准备以高达 3000 亿美元的估值进行一轮 400 亿美元的融资,并表示今年的收入将增长两倍,达到 127 亿美元。热门人工智能芯片公司 CoreWeave 本周也希望重振不稳定的首次公开募股(IPO)市场,并开启人工智能股票发行热潮。但对人工智能市场是否发展过快、支出水平是否过高的担忧也并未停止。

今年到目前为止,“七巨头” 科技股一直是市场表现最差的股票之一,就在本周,阿里巴巴联合创始人蔡崇信警告称,他看到了美国人工智能泡沫正在形成的迹象。随着对人工智能发展以及美国在人工智能竞赛中领先地位的预期不断调整,其影响已经广泛蔓延,从要求实施更严厉的芯片禁运以减缓中国的发展,到另一方面,风险投资家们向中国的人工智能开发者投入更多资金。

但对于美国人工智能领域的一些人来说,一切仍在全速前进,因为生成式人工智能领域的廉价采购热潮,让研究人员能够以前所未有的方式推动大语言模型的构建能力,而在 DeepSeek 出现之前,他们似乎无法做到这一点。

加州大学伯克利分校的研究人员是最早对 DeepSeek 进行小规模语言模型复现的团队之一,而且仅花费了 30 美元。这是在公共云上租用两块英伟达 H200 图形处理器(GPU),并使用一个简单游戏来训练 “30 亿参数”(3B)模型的费用 —— 这里的 “30 亿” 指的是模型中的参数数量,实际上比最复杂的大语言模型(其参数数量可达数万亿)要少得多。

“在 DeepSeek R1 发布后,我们立即启动了这个项目。”TinyZero 项目负责人、该校研究生研究员潘佳怡说。

OpenAI 的突破对该团队的研究兴趣同样至关重要,潘佳怡表示,他们对一种新的人工智能推理范式很着迷,这种范式 “旨在让人工智能在做出回应之前多花些时间思考”。

但 DeepSeek R1 是首个有助于解释如何实现这种 “先思考再回答” 能力的公开研究,这种能力提高了人工智能模型的性能。“我们非常好奇这种算法是如何工作的。” 潘佳怡说。但潘佳怡补充道,即便 DeepSeek 据说只花了 600 万美元来训练其 R1 模型,这对他们来说 “还是太贵了”。

TinyZero 项目背后的主要思路是,如果在减小模型规模的同时降低任务复杂度,模型仍然能够展现出涌现的推理行为。这些调整将大幅降低成本,同时仍能让研究人员测试和观察实际的推理行为。

人工智能的 “顿悟” 时刻

为了验证这一思路,该团队在一个名为 “倒计时”(Countdown)的数学游戏中复现了 DeepSeek R1-Zero 算法,这个游戏更注重推理能力,而不是基于已有的 “领域” 知识(即数学知识)来寻找解决方案。在这个游戏中,人工智能需要得出一个目标数字,可以通过加、减、乘或除来实现。

起初,TinyZero 采用随机的方法来寻找目标数字;然而,经过训练,它开始学会调整方法,找到更好、更快的解决方案。而且,即使任务复杂度和模型规模都降低了,该模型仍然能够展现出涌现的推理行为。它通过在游戏的参数范围内学习玩这个游戏,学会了推理。

“我们证明了,即使是像 30 亿参数这么小的模型,也能学会对简单问题进行推理,并开始学会自我验证和寻找更好的解决方案。” 潘佳怡说。她表示,这是 DeepSeek R1 和 OpenAI o1 发布成果中的一个关键结果,通常被称为 “顿悟时刻”。

虽然最大的人工智能模型、DeepSeek 和 TinyZero 这样的项目之间存在显著差异,但涌现的推理行为是相似的,TinyZero 这样的成功案例表明,预算有限的研究人员、工程师和爱好者也能够接触到前沿的人工智能算法。

“我们的项目吸引了很多人访问我们在 GitHub 上的页面,复现实验并亲自体验‘顿悟’时刻。” 潘佳怡说。

斯坦福大学的研究人员最近发布了他们关于使用 “倒计时” 游戏来观察人工智能如何学习的预印本论文,并克服了之前阻碍他们进展的工程挑战。

“TinyZero 很棒。” 该项目的首席研究员卡尼什克・甘地说,因为它使用了 “倒计时” 游戏,这是斯坦福团队引入并正在研究的一个任务。

其他人工智能项目的开源也起到了重要作用,包括由 TikTok 的母公司字节跳动创建的火山引擎强化学习系统(VERL)。“VERL 对我们运行实验至关重要。” 甘地说。“这种一致性极大地帮助了我们进行实验,并实现了更快的迭代周期。”

超越 “大实验室”,依靠开源

斯坦福团队试图理解为什么一些大语言模型在推理能力上有显著提升,而另一些则停滞不前,甘地表示,他不再期望与推理、智能和改进相关的计算机科学突破必然来自大型实验室。“即使在大型实验室内部,对当前大语言模型的科学理解也存在缺失,因为其能力在不断提高。在自主开发人工智能、开源和学术界方面,有很大的空间可以在此做出贡献。” 他说。

像斯坦福大学和加州大学伯克利分校的这些项目,将基于如何训练能够自我提高推理能力的模型的研究,带来更多的共享开发成果。

但即使是这些超低成本的模型,也比研究人员所解释的要昂贵。

人工智能商业咨询公司 OneSix 的高级首席机器学习科学家尼娜・辛格表示,TinyZero 这样的项目的开源方面依赖于在其他基础模型之上进行训练,其中不仅包括 VERL,还包括阿里云开源的通义千问(Qwen)大语言模型。“所说的 30 美元训练成本不包括通义千问最初的训练时间,阿里巴巴在将其作为开源权重发布之前,在这上面投入了数百万美元。” 她说。

辛格表示,这并不是对 TinyZero 的批评,而是强调了开源权重模型的重要性 —— 即使没有完全开源人工智能数据和架构,这些模型也会向公众发布训练参数,从而推动进一步的研究和创新。

“针对特定任务进行微调的较小人工智能模型,能够以更小的规模和成本与大得多的模型相媲美。” 辛格说。

随着越来越多的个人、学者和小型公司期望在无需进行大规模基础设施投资的情况下就能参与到人工智能领域,尝试模仿基础模型的性能并针对特定任务进行微调的趋势正在增长。辛格举了 Sky-T1 的例子,它为用户提供了花费 450 美元训练自己的 o1 模型的能力,还有阿里巴巴的通义千问,最低只需 6 美元就能进行人工智能模型的微调。

辛格预计,较小项目的开源权重模型将促使主要参与者采用更开放的方法。“自主微调以及社区驱动的模型改进的成功,给像 OpenAI 和 Anthropic 这样的公司带来了压力,要求它们为其受 API 限制的模型提供合理依据,尤其是当开源替代方案在特定领域开始达到或超过它们的能力时。” 她说。

TinyZero 最重要的发现之一是,数据质量和针对特定任务的训练,比单纯的模型规模更重要。

“这是一个重大发现,因为它挑战了行业中普遍存在的观点,即只有像 ChatGPT 或(Anthropic 的)Claude 这样拥有数千亿参数的大规模模型,才能够进行自我修正和迭代学习。” 辛格说。“这个项目表明,我们可能已经越过了一个临界点,即额外增加参数带来的收益在递减 —— 至少对于某些任务来说是这样。”

这意味着人工智能领域的重点可能正在从模型规模转向效率、可及性和有针对性的智能。

或者正如 TinyZero 团队在项目页面上自己所说:“你可以用不到 30 美元亲自体验‘顿悟’时刻。”

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汽车制造商并不急于将生产转移到美国工厂以避关税

美国总统特朗普周三预测,他即将实施的汽车关税将促使汽车制造商把汽车生产以及供应链转移到美国工厂。但事情并非那么简单,远非如此。各种各样的关税要么已经对汽车行业造成冲击,要么即将产生影响,这可能会使生产和购买一辆新车的成本增加数千美元。对进口钢铁和铝征收 25% 的关税已经生效,这提高了铝和钢铁的价格,即便这些金属是在美国的工厂生产的。


周三,特朗普宣布了新的关税措施,将于 4 月 3 日起对来自亚洲、欧洲以及加拿大和墨西哥的汽车及汽车零部件征收关税。

对大多数汽车制造商来说,针对加拿大和墨西哥的关税将是最具破坏性的,因为这些制造商不仅依赖这两个邻国进行部分生产,还从那里获取很大一部分用于汽车组装的零部件。

“如果你在美国生产汽车,就无需缴纳关税。” 特朗普在椭圆形办公室对记者们说道。但事实上,他签署的行政命令对美国工厂用于生产汽车的一半以上的零部件都征收了关税。

“很多公司的状况会很好,因为它们已经建好了工厂,但这些工厂的产能未得到充分利用,” 他说,“所以它们能够以较低成本迅速进行扩建。其他公司也会来到我们国家建厂,而且它们已经在寻找厂址了。我们正在签署一项行政命令,这将带来汽车行业的巨大发展。”

特朗普的言论表明这种转变可以迅速实现,而且没有负面影响。但事实远非如此。

“成本高昂,还会带来诸多混乱”

正如福特首席执行官吉姆・法利上个月在一次投资者会议上所说,汽车制造商因特朗普的关税威胁正面临 “成本高昂,还会带来诸多混乱” 的局面,但他们仍不打算新建工厂,至少不会立即这么做。

部分原因是特朗普时有时无的关税政策无法为汽车制造商提供投资数十亿美元建设新工厂所需的确定性。

“如果这些关税成为永久性的,那么就有很多不同的事情需要考虑,比如你要把工厂建在哪里,是否要迁移工厂等等。” 通用汽车首席财务官保罗・雅各布森上个月对投资者说道。

但他表示,公司对贸易政策的未来有太多疑问,目前还无法做出这类决策。

“这些问题目前根本没有答案,” 他说,“想象一下,我们投入了数十亿美元的资金,然后一切又结束了。我们不能让业务来回折腾。”

特朗普表示,这些汽车关税至少在他目前的任期内都会一直存在。

“这是永久性的,” 他说,“百分之百。”

但在今年已经看到针对加拿大和墨西哥的关税宣布后又暂停了几次之后,汽车制造商并不确定接下来会怎样。而且,即使他们相信只要特朗普在任,这些关税就会一直存在,他们也表示,根本无法迅速做出调整,以大幅减少转嫁给汽车买家的关税成本。

周三,一名员工在墨西哥埃莫西约的福特埃莫西约冲压及装配厂外行走。(圣地亚哥・丰特斯 / 路透社)周三,一名员工在墨西哥埃莫西约的福特埃莫西约冲压及装配厂外行走。(圣地亚哥・丰特斯 / 路透社)
周三,一名员工在墨西哥埃莫西约的福特埃莫西约冲压及装配厂外行走。(圣地亚哥・丰特斯 / 路透社)

转移生产面临诸多困难

“在极短的时间内,我们没有太多可以采取的措施。” 一位汽车行业高管周三在特朗普宣布关税措施前接受美国有线电视新闻网的匿名采访时表示,“我们谈论的是一个资本密集型行业。我们当然在考虑在不同情况下我们会怎么做。”

汽车制造商制定供应链和工厂的地理布局时,是基于这样一种理解,即包括特朗普在其第一任期内谈判达成的《美国 - 墨西哥 - 加拿大协定》(USMCA)在内的先前贸易协定,允许他们将北美基本上视为一个单一市场来运营。

在汽车组装过程中,他们会在边境之间来回运输零部件。而现在,他们被告知这样做将面临高昂的惩罚。

当被问及是否能像特朗普所暗示的那样将生产迁回美国时,这位高管表示,这种做法面临许多挑战。

“如果你做过房屋翻新,你就知道只要投入足够的资金,任何事情都是可行的,对吧?但从经济可行性角度来看,这是另一个问题。” 这位高管说,“这需要时间,尤其是因为我们大多数工厂在刚刚摆脱供应链危机后,目前的产能已接近饱和。所以这意味着要在美国投资建设新的实际产能,而这需要很长的准备时间。”

但即使这些关税在特朗普的整个任期内都一直存在,而且它们并非是为了改变《美国 - 墨西哥 - 加拿大协定》这一北美自由贸易协定而采取的谈判策略的一部分,汽车制造商们表示,很难基于一届政府的关税政策来建设工厂。

“建设全新的汽车产能最快也要三年时间,而这期间可能会进入新的政府任期,届时规则可能会改变。” 这位高管说,“所以,等新产能投入使用时,你可能会发现它已不再是最佳的布局了。”

前福特首席执行官马克・菲尔兹在接受美国全国广播公司财经频道(CNBC)采访时表示,汽车制造商们仍然不确定哪些关税是永久性的,哪些只是 “谈判策略”。

“大多数董事会都会等待局势明朗,” 菲尔兹说,“他们会等到那时再把工厂迁到这里。”

即使是看似简单的将一家工厂转而生产不同车型的事情,也可能会使工厂停工一年甚至更久。汽车制造商从宣布新建一家工厂到第一辆车驶下生产线,也需要数年时间,即使是重新启用一家已经关闭的工厂也是如此。

以生产吉普、公羊、道奇和克莱斯勒等品牌汽车的斯特兰蒂斯公司为例,作为结束 2023 年美国汽车工人联合会罢工协议的一部分,该公司同意重新启用位于伊利诺伊州贝尔维迪尔的一家已关闭的工厂。

在特朗普上任后不久的 1 月份,该公司再次提及了这些重新启用工厂的计划,以向特朗普保证会增加美国的汽车产量。但这家工厂要到 2027 年才会重新开业。

周三,货运卡车在蒂华纳的奥泰商业口岸等待从墨西哥进入美国。(吉列尔莫・阿里亚斯 / 法新社 / 盖蒂图片社)周三,货运卡车在蒂华纳的奥泰商业口岸等待从墨西哥进入美国。(吉列尔莫・阿里亚斯 / 法新社 / 盖蒂图片社)
周三,货运卡车在蒂华纳的奥泰商业口岸等待从墨西哥进入美国。(吉列尔莫・阿里亚斯 / 法新社 / 盖蒂图片社)

不存在真正的全美国制造汽车

即使是在美国工厂生产的汽车,其从墨西哥、加拿大和其他地方进口的零部件(这些零部件占汽车组装成本的大部分)也面临着数千美元的关税。总部位于密歇根州的智库安德森经济集团估计,这些关税可能会使每辆车的成本增加 3500 美元至 12000 美元。

但接受美国有线电视新闻网采访的这位高管表示,改变供应链几乎和新建工厂一样困难。

“在整个供应链危机期间我们都在思考这些问题,而且确实需要时间和资金投入,才能…… 让新的供应商加入进来。” 这位高管说。在美国新工厂生产的零部件需要经过验证,以确保其能按设计正常使用。

“所以,再说一次,这能做到吗?能,但这也不是短期内就能一蹴而就的事情。” 这位高管说。

关税还可能导致供应商提高零部件和原材料(如钢铁、铝和铜)的价格,因为国内生产商知道他们的外国竞争对手不能再像以前那样以低价向美国客户销售产品了。

虽然由于与供应商签订的长期合同,钢铁和铝关税不会立即增加汽车制造商的成本,但未来的成本可能会上升,即使他们从美国生产商那里购买原材料也是如此,因为这些供应商将能够提高价格。

通用汽车和福特都曾估计,2018 年对加拿大钢铁和铝征收关税后,原材料成本的增加使它们每年各自多支出超过 10 亿美元。据美国 KeyBanc 银行的钢铁分析师菲尔・吉布斯称,在过去两个月里,美国钢铁价格已经上涨了 30% 甚至更多,铝价上涨了约 15%。

因关税而暂无新建工厂计划

特朗普坚称汽车制造商已经在制定在美国开设新汽车工厂的计划。

“我们的汽车行业将迎来前所未有的增长 —— 到处都在开设新工厂。” 他在最近向国会发表的讲话中说道。

“很多公司的状况会很好,因为它们已经建好了工厂,但这些工厂的产能未得到充分利用,” 他周三表示,“所以它们能够以较低成本迅速进行扩建。但其他公司也会来到我们国家建厂,而且它们已经在寻找厂址了。有很多积极的行动。”

“我们已经在新建工厂方面创下了纪录,” 他说,“仅仅几周的时间,数量就非常可观。我认为我们的汽车行业将以前所未有的速度蓬勃发展。”

特朗普在最近向国会发表的讲话以及周三的言论中都提到了印第安纳州的一家新本田工厂,他称这将是世界上最大的工厂之一。他周三表示本田已经开始建设,但数小时后本田证实并未宣布过任何此类计划。

目前正在建设的大多数汽车及零部件工厂,部分资金来自拜登政府时期通过的《通胀削减法案》的联邦援助。这些工厂计划生产电动汽车以及为其提供动力所需的电池。但特朗普表示希望看到该政府项目被取消。

很明显的是,如果关税扰乱汽车行业,汽车制造商用于建设新工厂的资金将会大幅减少。

“说实话:从长远来看,对墨西哥和加拿大边境征收 25% 的关税将给美国汽车行业造成前所未有的巨大冲击。” 福特的法利在最近对投资者的讲话中说道。

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我们认为这份征求意见稿是医保局“唯低价”集采政策转变的重要拐点,无线底线低价时代过去,重质量时代来临。

曹山石

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