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  • 丹尼尔·凯恩

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图片:博士生Benjamin Shih, Dylan Drotman和学生Adriane Minori

博士生本杰明·施(Benjamin Shih)和迪伦·德罗特曼(Dylan Drotman)监控着一台电脑,博士生阿德里安娜·米诺里(Adriane Minori)准备从软机器人夹持器中取出一个3d打印的物体。

加州大学圣地亚哥分校启动机器人研究所

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院和社会科学部成立了环境机器人研究所,以开发安全实用的机器人系统。这些机器人系统将根据它们感知到的上下文信息在现实世界中实时运行。老年人护理和辅助生活、灾难应对、医疗、交通和环境传感只是未来人类友好型机器人可能出现的一些有用应用。

情境机器人研究所将利用加州大学圣地亚哥分校在工程、计算机科学和认知科学方面的研究优势,在整个校园和地区开展合作,使圣地亚哥成为研究、开发和生产人类友好型机器人系统的领导者。

“对于机器人研究人员来说,这是一个极其激动人心的时刻,”加州大学圣地亚哥分校校长普拉迪普·k·科斯拉(Pradeep K. Khosla)说,他也是世界知名的机器人专家。“在过去几年里,许多机器人子领域都取得了令人难以置信的进步。加州大学圣地亚哥分校是时候站出来,在机器人技术的未来发挥领导作用了。”

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探索管道的张拉整体机器人。Jeffrey Friesen拍摄

超过40名加州大学圣地亚哥分校的教授和研究科学家选择成为上下文机器人研究所启动时的一部分。这些研究人员和他们的团队今年在机器人相关研究上投入了1000万美元。

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院目前正在为该研究所招聘一名教师主任,以及另外三名机器人教师。在此之前,雅各布斯商学院(Jacobs School)在过去两年里招聘了四名机器人人才。

加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院院长Albert P. Pisano说:“我为这个研究所的目标之一是确保圣地亚哥发展成为一个世界级的设计、开发和生产有用的消费机器人的中心,这些机器人的行为基于对世界的实时理解。”“现在是时候专注于系统集成和组装更有洞察力的机器人系统了。”

实现这一目标需要雅各布斯工程学院、社会科学部和整个校园的研究人员进行重大合作。

加州大学圣地亚哥分校社会科学学院院长卡罗尔·帕登说:“我们正在寻求加强不同领域科学家之间的合作,这样我们制造的下一代机器就能让人类更好地使用。”社会科学家为企业带来的是对人类的深刻理解——我们的行为和大脑,以及我们的情感和社会需求。社会科学家还调查了公共空间和文化基础设施。通过设计与人类兼容并与社会实践同步的反应更灵敏的机器人,我们可以制造出为人类服务的机器。”

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蛇形机器人,可在人体内导航,进行微创手术。Michael Yip摄

加州大学圣地亚哥分校机器人技术的未来

加州大学圣地亚哥分校认知科学教授卓文·屠说:“新的情境机器人研究所的强大之处在于,它让拥有各种专业知识的研究人员一起工作。”

计算机视觉、人工智能、神经科学、电子执行器、动态控制、材料、纳米和微型机器、传感器和传感、控制系统、人机交互、芯片、无线通信、新材料、仿生学、电池和电源管理只是加州大学圣地亚哥分校将在未来机器人系统中融合的一些研究优势。

广泛的专业知识将是必要的,使机器人系统不仅能够感知环境,而且能够利用它。

加州大学圣地亚哥分校计算机科学与工程系教授兼主任拉杰什·古普塔(Rajesh Gupta)说:“环境能够实现态势感知,对于实现机器人系统的真正自主至关重要。”古普塔曾担任该研究所愿景委员会的教师主席。

古普塔解释说,环境有很多种,包括身体的、情感的和社会的。“上下文机器人系统将理解上下文并应用已知的能力。这些系统还将从环境中获得新功能,甚至通过应用新功能以可控的方式改变环境。”Gupta说。

要达到这种程度的自主,工程、计算机科学和社会科学的交叉领域需要大量的工作。

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iRat是一种啮齿动物机器人,它可以帮助研究人员开发出更好地与人类互动的机器人。摄影:Andrea Chiba

皮萨诺说:“在我们拥有核心实验室空间之前,该研究所还没有完成。”这些实验室将促进跨学科系统集成工作,与行业伙伴合作,这将是研究所使命的关键。

这些动态环境将有助于确保加州大学圣地亚哥分校在工程和社会科学领域培养未来的机器人劳动力。

机器人相关研究项目取样器

  • 加州大学圣地亚哥分校的认知科学家和工程师正在使用机器人啮齿动物iRat进行社会神经科学研究,这可能会导致机器人更好地与人类互动。昆士兰大学的认知科学家Andrea Chiba、生物工程师Todd Coleman和计算机科学家Janet Wiles领导的研究人员正在研究他们的机器啮齿动物如何与配备了记录心率、呼吸频率和大脑活动的最先进设备的老鼠相互作用并触发它们的反应。
  • 加州大学圣地亚哥分校机械工程教授、最近聘请机器人技术的詹姆斯·弗兰德(James Friend)专门研究生成运动。他的研究团队已经建造了微型机器人,可以让导管在人体中导航。他还开发了机器人手指关节和一个静音的、完全铰接的颈部马达,这超过了人类的能力。在加州大学圣地亚哥分校,弗兰德计划进行跨学科合作,创造出一组可以一起工作的微型机器人,类似于电影《少数派报告》(Minority Report)中的爬行蜘蛛。
  • 计算机科学教授曼莫汉·钱德拉克的研究重点是自动驾驶汽车。他正在帮助回答的一些问题可以帮助机器人在现实世界中导航。钱德拉克是一位计算机视觉专家。他的工作是将2D图像转换为3D世界地图,使自动驾驶汽车能够精确定位行人和车辆等交通参与者的位置。这些数据与汽车周围的车道、道路和交通标志等信息相结合。最终目标是场景理解,尤其是在拥挤的环境中,让汽车规划路径或预测潜在的危险,以采取规避行动。除了汽车,这项研究还可以应用于无人驾驶的地面或空中交通工具。
  • 情境敏感机器人系统将有各种形状和大小。想象一下,数百个传感器气球通过廉价的手机技术进行通信,它们可以被释放到正在发展的飓风中,自我分布,并在几天内跟踪风暴,以提高跟踪和强度预测的准确性。机械工程师Thomas Bewley和他的团队正在开发这个系统,它依赖于复杂的控制算法。这只是如何使用控制算法为高级机器人系统打开新应用程序的众多例子之一。

Bewley的团队只是众多加州大学圣地亚哥分校机器人研究小组中的一个,他们将在10月30日周五在加州大学旧金山分校举行的技术展示会上展示nd加州大学圣地亚哥分校年度上下文机器人论坛。论坛包括来自世界各国领导人的9场主题演讲,重点讨论机器人领域面临的紧迫挑战。(本次活动报名截止。在10月30日通过雅各布斯学校推特

参观上下文机器人论坛网站获取更多信息

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