手寫識別（Handwriting recognition）是一個復(fù)雜的過程。在這個過程中，來自觸摸面板的手寫輸入被處理并識別為可信的字母、單詞和字符。它通常需要硬件，即一個觸摸板來收集書寫信號，以及能夠進(jìn)行識別的軟件。驚嘆于復(fù)雜的商業(yè)手寫識別系統(tǒng)，它包含高度集成的電子復(fù)雜和先進(jìn)的計算機(jī)算法來識別手寫輸入。然而，除了由塑料和金屬復(fù)合物制成的商業(yè)觸摸板外，開發(fā)能夠收集手寫信號的新型觸摸板的需求是巨大的。從環(huán)境保護(hù)的角度來看，生物基材料在制造電子器件方面具有巨大的潛力，尤其以木材為原料的材料因其豐富、可持續(xù)性和可生物降解性而引起了人們的極大關(guān)注。
近期，復(fù)旦大學(xué)材料科學(xué)系、教育部先進(jìn)涂料研究中心彭勃青年研究員聯(lián)合河南工業(yè)大學(xué)閆貴花博士開發(fā)了一種柔性的、導(dǎo)電的木基水凝膠陣列作為手寫輸入面板，通過機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)輔助識別字母手寫。以天然木材為原料，依次實(shí)施木質(zhì)素萃取、填充、聚吡咯涂層和聚丙烯酸填充，賦予木材柔韌性和導(dǎo)電性（圖1）。隨后，這些木材被制造成5×5陣列，根據(jù)筆跡創(chuàng)建信號矩陣。在計算網(wǎng)絡(luò)中，通過適當(dāng)?shù)娜斯ぬ卣魈崛『偷蛷?fù)雜度算法來實(shí)現(xiàn)高效的手寫識別（圖2）。研究表明，基于專業(yè)知識的特征工程和簡化算法的戰(zhàn)略選擇有效地提高了手寫識別的整體模型性能。由于具有潛在的適應(yīng)性，他們設(shè)想在定制可穿戴設(shè)備和動手醫(yī)療設(shè)備方面的進(jìn)一步應(yīng)用。該工作以“Alphabet handwriting recognition: from wood-framed hydrogel arrays design to machine learning decoding”為題發(fā)表在《Advanced Science》上（DOI: 10.1002/advs.202404437)。文章通訊作者是復(fù)旦大學(xué)彭勃青年研究員，第一作者是河南工業(yè)大學(xué)青年教師閆貴花博士。
圖1 木基水凝膠的設(shè)計原理
圖2 基于水凝膠陣列信號采集到機(jī)器學(xué)習(xí)預(yù)處理的手寫字母識別工作流程
原文鏈接：https://doi.org/10.1002/advs.202404437
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