今年秋天，新的斯坦福機(jī)器人中心（Stanford Robotics Center）正式投入使用，為斯坦福工程學(xué)院（Stanford School of Engineering）繼續(xù)機(jī)器人研究提供了空間。下面老師給大家詳細(xì)介紹一下斯坦福大學(xué)工程學(xué)院機(jī)器人中心的相關(guān)內(nèi)容。

斯坦福大學(xué)工程學(xué)院機(jī)器人中心包括六個(gè)用于測(cè)試和展示機(jī)器人的區(qū)域，其中包括類(lèi)似廚房、臥室、醫(yī)院和倉(cāng)庫(kù)的區(qū)域。斯坦福大學(xué)工程學(xué)院的教師們利用這個(gè)開(kāi)放的空間推進(jìn)設(shè)計(jì)、緊密合作。機(jī)器人中心主要領(lǐng)域包含以下教授的重點(diǎn)項(xiàng)目。

Renee Zhao：用于微創(chuàng)手術(shù)的軟機(jī)器人

人體器官是柔軟的，而醫(yī)療設(shè)備通常不是。這對(duì)于減少手術(shù)創(chuàng)傷來(lái)說(shuō)是個(gè)問(wèn)題，因?yàn)閷⒁桓茏硬迦胙芑蚱渌眢w器官可能很困難，而且可能造成損傷。

機(jī)械工程助理教授Renee Zhao利用軟塑料和磁鐵制成的類(lèi)似折紙的機(jī)器人，開(kāi)發(fā)未來(lái)的醫(yī)療機(jī)器人。

她的一些設(shè)計(jì)從動(dòng)物的動(dòng)作中汲取靈感，如章魚(yú)的手臂、大象的軀干和寸步不離的蚯蚓。研究人員利用磁場(chǎng)和操縱桿移動(dòng)機(jī)器人，希望徹底改變現(xiàn)有的微創(chuàng)手術(shù)。

　Karen Liu：模仿人類(lèi)運(yùn)動(dòng)幫助我們行走

Karen Liu教授領(lǐng)導(dǎo)運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)室，致力于建立用于預(yù)防肌肉骨骼損傷的預(yù)測(cè)性人體運(yùn)動(dòng)模型，研究人體運(yùn)動(dòng)和藝術(shù)表現(xiàn)，并開(kāi)發(fā)用于運(yùn)動(dòng)醫(yī)學(xué)的新型運(yùn)動(dòng)傳感器。

她的靈感最初來(lái)自電子游戲角色，目標(biāo)是了解人體是如何運(yùn)動(dòng)的。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，她正在教機(jī)器人如何像人類(lèi)一樣運(yùn)動(dòng)。研究人員利用各種傳感器捕捉視頻、加速度、扭矩和其他變量，收集到的數(shù)據(jù)可以放入“數(shù)字雙胞胎”計(jì)算機(jī)模型，進(jìn)一步預(yù)測(cè)機(jī)器人自身類(lèi)似人類(lèi)的運(yùn)動(dòng)。

劉教授正在研究的一個(gè)應(yīng)用是機(jī)器人外骨骼，它可以預(yù)測(cè)用戶(hù)何時(shí)失去平衡，并在需要時(shí)啟動(dòng)以避免摔倒。

Jeannette Bohg：了解我們的雙手如何操控物體

要想在家里等地方發(fā)揮機(jī)器人的作用，就必須使其能夠抓住各種物體，這也正是計(jì)算機(jī)科學(xué)助理教授Jeannette Bohg研究的課題。例如，把一杯水放在床頭柜上。對(duì)于人工智能機(jī)器人來(lái)說(shuō)，首先要精確定位一個(gè)透明的玻璃杯，看清玻璃杯邊緣的光線翹曲位置。

然后，機(jī)器人手臂必須以適當(dāng)?shù)膲毫ψプ∥矬w。為了解決這個(gè)問(wèn)題，Bohg教授采用機(jī)器學(xué)習(xí)方法。她通過(guò)演示動(dòng)作，記錄視覺(jué)和觸摸傳感器上的數(shù)據(jù)，人工智能通過(guò)大量實(shí)例學(xué)習(xí)如何完成抓取動(dòng)作。

Shuran Song：幫助家用機(jī)器人實(shí)現(xiàn)通用化

制造新機(jī)器人的瓶頸是收集訓(xùn)練數(shù)據(jù)。從傳統(tǒng)角度上，需要熟練的技術(shù)人員通過(guò)多次演示來(lái)操作機(jī)器人。電氣工程助理教授Shuran Song認(rèn)為，這一過(guò)程非常昂貴，而且難以擴(kuò)展。Song教授通過(guò)UMI(通用操作界面)幫助解決這個(gè)問(wèn)題。UMI本質(zhì)上是一個(gè)機(jī)械爪，上面裝有魚(yú)眼鏡頭攝像機(jī)。

這種機(jī)械爪的學(xué)習(xí)曲線非常簡(jiǎn)單——機(jī)器人專(zhuān)家只需扣動(dòng)扳機(jī)即可打開(kāi)和關(guān)閉機(jī)械爪。攝像頭收集到的視頻數(shù)據(jù)可隨時(shí)轉(zhuǎn)化為機(jī)器人的數(shù)據(jù)。該抓手已被用于訓(xùn)練幾個(gè)機(jī)械臂，以及一個(gè)四足狗形機(jī)器人。

Monroe Kennedy III：通過(guò)協(xié)作改進(jìn)假肢

一旦機(jī)器人能夠自主行動(dòng)、獨(dú)立決策，它還能成為有效的隊(duì)友嗎?機(jī)械工程助理教授Monroe Kennedy III表示，無(wú)論是人類(lèi)還是機(jī)器人，要想合作，需要以非常綜合的方式做事。這意味著你需要能夠模擬與你合作的隊(duì)友的行為和意圖。他探索這一挑戰(zhàn)的方法之一是設(shè)計(jì)一種智能假肢。這種假肢有22個(gè)自由度。但是，肩部截肢的使用者會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣的裝置很難獨(dú)立控制。為了克服這一難題，Kennedy教授通過(guò)記錄佩戴者動(dòng)作的傳感器，研究假肢是否能更多地了解使用者，讓機(jī)械臂可以推斷出使用者的意圖幫助執(zhí)行動(dòng)作。Kennedy教授表示，從事機(jī)器人技術(shù)的目標(biāo)是為人類(lèi)解決枯燥、骯臟和危險(xiǎn)的工作，而非搶走人類(lèi)的工作。

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