作者

TanyaM.Anandan来源

robotics编译

张玺

如今，未来的机器人技术已在实验室里初具雏形。从包裹配送机器人、自动驾驶汽车，到外科手术蛇形机器人、搜救机器人，各类创新影响深远。1年后、3年后或是5到10年后，当我们迫切需要机器人时，它们可能就会出现在我们的门口、我们家里或者我们身边。本篇文章将透过全美顶尖学府机器人研究学术机构的镜头窥视未来。各家院校都在为机器人学科吸引招募富有声望的教员，且都设置了跨学科机器人技术的硕士与博士培养计划。此举催生了许多颠覆行业的衍生公司与知名校友。各家院校均采用综合的机器人研究与教学方法。机器人技术是一条多学科赛道。机械工程、电子工程与计算机科学等传统研究领域已延伸到生物系统与认知科学。许多顶级院校的机器人专业培养计划正从各个角度应对机器人技术挑战，并有了极具吸引力的发现。

人机交互

卡耐基梅隆大学（CMU）机器人研究所创立于年，是全美历史最悠久的机器人研究所之一，也是全美首个开设机器人研究生课程的高校。该研究所包括CMU在宾州匹兹堡校区的主要设施、劳伦斯威尔附近的美国国家机器人工程中心（NationalRoboticsEngineeringCenter，简称NREC）及黑泽尔伍德的机器人城——其前身是钢厂，在钢厂原址上建设了40英亩机器人测试场地。

CMU和匹兹堡大机器人城（GreaterPittsburghroboticsscene）已经将这座「钢铁之城」转变为了「机器人堡」。机器人研究所隶属于CMU计算机科学学院。研究人员从事机器人技术相关的综合研究，包括机器人设计与控制、感知、学习、自主及人机交互（HRI）。实际上，研究所所长MartialHebert认为，研究所的中心主题是人机交互（HRI），「大多数机器人技术研究与机器人关系不大，研究需要与人交互。」他说，「理解人类、预测人类、理解人类的意图。从理解行人意图的自动驾驶汽车到理解操作工人的协同机器人制造，涉及所有级别的交互应用。」为了更好地理解人类，CMU尝试了许多方法，研究人类的肢体语言就是其中之一。研究人员搭建了一个真人般大小的、配备了摄像机、高清摄像头与深度传感器的圆顶测量场，从成千上万条轨迹中捕捉图像。最终，实现人类的身体姿势及行为的动态3D重构。

我们人类可以无需任何语言，用肢体动作、姿势及面部表情做出表达。CMU全景工作室（CMUPanopticStudio）的建立就是为了捕捉上述细微的非语言线索，创建肢体语言数据库，帮助机器人更好地与人类相处。目前，研究正在进行中，可用数据集包括全身动作、手部手势及3D面部表情。学界之外，研究成果也备受瞩目。备受启发的Facebook在匹兹堡设立了一个实验室，聘请了创立全景实验室（thePanopticStudio）的CMU教授亚瑟·谢赫。事实证明，非语言社交在虚拟世界中同样重要。想想OculusRift吧，现在归Facebook所有的虚拟现实技术。

机器学习与机器人智能

Hebert说，机器学习是CMU的另一块重要研究领域。他设想，机器人能够从自身动作与数据中学习，并逐渐通过学习改善表现──如机械臂学习如何抓取，无人机学习如何更好地飞行。日前，CMU与霍尼韦尔公司强强联合，合作开发了先进的供应链机器人技术，人工智能将运用机器学习在上下游分销中心控制和操作多种机器人技术。「这是一个物料搬运应用，包含分拣包裹及在分销中心附近快速搬运包裹。」Hebert说，但他没有透露关于机器人的更多细节信息。Honeywell最近与FetchRobotics的合作可能会透露端倪。「机器人只能重复机械工作的时代早已过去。」Hebert说，「现在，机器人必须能够自主决策，适应环境。东西不会在那里一直不动或是在它们本应出现的位置，而这恰恰是机器学习与自主功能发挥作用的地方。所有因素汇总在一起，才催生出这种新的应用。」过去20年，CMU研究人员一直在NREC为工业及政府客户将机器人技术概念化及商业化，而该项目也正在NREC进行。从F16战斗机的激光脱漆机器人、无人拆弹车队、农作物自动收割机、施工装载机到采矿机器人，许多行业都受其影响。

尽管CMU在自动驾驶汽车方面大胆创新，Hebert仍然认为他们对于机器人技术物理方面研究的







































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