空中機器人之父韋傑·庫瑪,要帶着他的蜜蜂無人機羣來中國“耍雜技”了

36氪 於 23/06/2016 發表 收藏文章
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如果你對人工智能或者無人機足夠關注,那你一定對四年前TED大會上的協作機器人還有印象。


賓夕法尼亞大學工程與應用科學學院Nemirovsky Family院長、美國工程院院士韋傑·庫瑪(Vijay·Kumar)就是這些協作機器人的發明者,他是空中機器人(嚴格來説空中機器人的前提是有自主飛行的能力,所以完全依賴於遙控的普通無人機並不在此之列)以及協作機器人的鼻祖,他研究的這些前沿項目在人工智能領域無人不知無人不曉。


韋傑·庫瑪(看這照片,你一定猜到了庫瑪是一個印度人...)

1962年出生的庫瑪從小就專治各種不服,小時候的他就是那個傳説中別人家的孩子,大大小小的考試總是名列前茅,高考也不例外。17歲那年,庫瑪如願進入了世界最難考大學之一的印度理工學院。

之後,地球人就無法阻止這個瘋狂的印度boy了。

在庫瑪眼裏,工科學生如果不會動手操作就算理論考滿分也只是學渣一枚,所以他一有時間就和各種教授混實驗室,四年下來設計的大大小小的產品不計其數;即便是這樣,大學畢業那年庫瑪(Kumar)還是對自己的技術不滿,於是從印度飛到了位於美國費城的俄亥俄州立大學,兩年之後順利獲得了機械工程碩士學位。

這下該滿意了吧!然而...

拿到碩士學位的庫瑪覺得還不夠,就想着非拿一個博士學位不可,結果別人要四五年完成的任務,他只用了兩年。

拿着博士學位的庫瑪找工作是自然不用愁的,深思熟慮後他選擇了八所常春藤盟校之一的賓夕法尼亞大學。

當上老師的庫瑪一邊上課一邊研究機器人,一不小心,在1991年的時候獲得了美國國家科學基金會授予的總統青年研究獎(最低一年25000美元的獎金額啊...)。

等等,還有...

引用1996年庫瑪獲得了學校的傑出教育獎;

1998年成為賓夕法尼亞大學通用機器人、自動化、傳感和感知(GRASP)實驗室主任;

2000年升職為工程與應用科學院副院長;

2002年DARS、2004年ICRA最佳論文獎;

2005年被任命為機械工程與應用力學系主任,同年被成為IEEE會員。

...

2012年的時候,庫瑪徹底走上了人生巔峰,當選白宮科技政策辦公室機器人項目的研究專員,並且獲得了美國機械工程協會(ASME)的機器人獎、IEEE機器人和自動化社會傑出服務獎。

寫了一堆論文、拿到各種獎項之後,庫瑪又覺得沒啥挑戰了。

於是,庫瑪(Kumar)在賓夕法尼亞大學的GRASP實驗室裏組建了一個屬於自己的實驗室,主要研究的是多移動機器人協同,包含體系結構、可重構通信、協同任務分配、路徑規劃、機器學習、環境認知、多目標跟蹤等等你能想象到的一切人工智能學科...現在這個團隊已經有三十多個人。


一起來看看庫瑪都做了什麼?

情況是這樣的:機器人的智能程度大致可以分為三個等級,最低一級是自動,就是軟硬件系列來代替人工的作用;第二級是自治,它能夠模擬人的行為;最高一級就是自主了,它能感知周邊的環境並且自主完成一系列動作,現在絕大多數無人機都達不到這一級。

但對庫瑪的研究團隊來説,前面兩個級別太low了,所以他們就乾脆直接上最高一級吧,下圖這個空中機器人就是其中的一個項目。


不帶GPS、搭載Kinect和激光掃描儀的空中機器人

這是一個沒有GPS系統的空中機器人,雖然長得和普通無人機相似,但他們的結構是不同的。它可以通過傳感器、攝像頭(Kinect)和激光掃描儀來定位、飛行以及避障即攝像頭獲取周圍的影像然後創建地圖,空中機器人就能根據地圖上的信息來確定障礙物的位置,這樣空中機器人就可以自由的飛行了(你可以把它理解為一個會飛的無人駕駛汽車)。

換句話説,它所有動作都是自主完成的,無需人為操控。

不僅如此,庫瑪的飛行機器人還可以完成各種高難度的動作,例如急剎車、360度翻轉等等(不要問我怎麼做到的),這樣的穩定性完虐大疆、Parrot什麼的啊!


庫瑪團隊研發的偵查空中機器人

當然,庫瑪也發現了一些問題,這些空中機器人包括市面上的無人機都因為體積太大導致慣性很大,很容易損壞而且會對人造成傷害。

所以,他就開始思考怎麼在保持原有功能的情況下把飛行機器做小,但這看起來是一項不可能完成的工作。


庫瑪實驗室團隊研發出的小型飛行機器人

接下來的劇情是這樣的,一次機緣巧合庫瑪(Kumar)看到了花園裏成羣的蜜蜂,他就突發奇想——其實空中機器人也是可以這麼玩的。

受到這樣的啟發庫瑪就立馬開始研究仿生結構和算法,很快就做出了能和蜜蜂一樣相互之間協作的小型空中機器人,它的重量只有25克,耗電量僅為6瓦,飛行速度可達每秒6米。別看它小,這種協作空中機器人除了具備自主飛行的功能之外,它們還能相互通訊完成各種任務(同樣可以理解成會飛的足球機器人),這畫面太美不敢想象啊!


當然,庫瑪還是一個很有情懷的人。他研究協作空中機器人是有原因的,在一次TED大會的演講上他曾這樣表示,全球有數以億計的兒童因為沒有足夠的食物導致營養不良,這樣的情況在印度尤為明顯。所以庫瑪希望這些協作空中機器人可以用在農業領域。他説,“預計這些協作空中機器人能幫助農業產量提升10%, 更重要的是,通過使用飛行器蜂羣, 水資源的用量能夠降低25%。”

因為在協作機器人、無人機等領域的出色表現,2013年集各種榮譽於一身的庫瑪當選為美國工程院院士。

然而你現在肯定要吐槽了,説了這麼多又見不到空中機器人的“真身”!別急着給差評,小編很負責任的告訴你,庫瑪會帶着他的空中機器人來雷鋒網(搜索“雷鋒網”公眾號關注)8月份的GAIR大會哦(報名參加請猛戳這裏)!


資料來源:雷鋒網
作者/編輯:程弢

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