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| 本文作者： 劉鵬 | 編輯：郭奕欣 | 2018-05-03 10:40 | 專題：2018 CCF-GAIR 全球人工智能與機器人峰會 |
看過《超能特工隊》的大家，想必和 AI 科技評論一樣對「小宏」操縱的磁鐵微型機器人印象深刻。其實「磁力+可控機器人」的組合還真有個教授在研究。雖然該教授的研究成果并非像迪士尼電影中展示的那樣無所不能，但其研究成果卻能為腫瘤患者帶來福音，利用磁力控制仿生微觀機器直接將藥品注入病態(tài)細(xì)胞或腫瘤中。
他就是雷鋒網(wǎng)在 6 月 29 日至 7 月 1 日 CCF-GAIR 2018 大會仿生機器人分論壇邀請的重磅嘉賓，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機械工程學(xué)副教授 Metin Sitti。Metin Sitti 現(xiàn)任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機械工程學(xué)副教授，nanoGriptech 公司創(chuàng)始人。與此同時，他也是德國馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的物理智能部門 （The Physical Intelligence Department）元老級成員及負(fù)責(zé)人。
在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)擔(dān)任博士生導(dǎo)師的 Metin Sitti 教授在水上機器人領(lǐng)域做出了不少創(chuàng)新性的研究。他和學(xué)生 Yun Seong Song 模擬水黽（一種利用表面張力在水面上行走的昆蟲），制造出了一種能在水上高機動性行走的機器人。這個小機器人不同于其他利用浮力浮在水面的機器人，長腿很輕，所以其能利用水面表面張力而保持漂浮。師生二人預(yù)測這種小機器人可以借助無線通訊，實現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測、教學(xué)、娛樂等用途。
Sitti 教授還解釋，「水黽機器人——稱之為表面張力機器人昆蟲動力學(xué)探測器（STRIDEs），僅能在 3 到 4 毫米深的水面行走。同時，由于它的腿相較于基于浮力的機器人阻力更小，因而在能量效率和敏捷性上也大大優(yōu)于那些浮力型機器人。」目前，該機器人并不能在起伏較大的水面上行走，Sitti 教授希望通過改進它的載重能力和防水性，使其能夠抵御波浪和風(fēng)暴，從而進一步拓展應(yīng)用場景。
磁性微型機器人（magnetic millirobot）是Metin Sitti 教授在馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的代表研究成果之一，這一研究始于 2014 年。
該微型機器人被存儲在膠囊內(nèi)，人類在服用膠囊后，機器人就會進入人體進行「藥物遞送」（drug delivery）。那么，沒有手腳的機器人如何將藥物精準(zhǔn)遞送到指定的器官呢？答案就是開篇提到的「磁力+可控機器人」組合技術(shù)。系統(tǒng)使用外部磁場對機器人內(nèi)部的磁粒施加作用力，使其發(fā)生形變，實現(xiàn)跳躍障礙等「特技」，在人體中移動直至到達(dá)指定區(qū)域。
Sitti 教授曾在公開場合表示，微型機器人在未來可以攜帶藥物，并將藥物「遞送」至人體最需要的位置；將來還能使用機器人在人體內(nèi)進行微創(chuàng)性手術(shù)，通過吞咽或在皮膚傷口處植入的方式，就能讓機器人穿過人體消化系統(tǒng)、尿道、腹腔或者心臟表面。
盡管目前磁性微型機器人僅在人造胃模型和雞腸道組織中進行過測試，但研究人員相信它是改變未來醫(yī)療手術(shù)的潛力股。關(guān)于這一研究，可查看 Sitti 教授團隊在《advanced science》上發(fā)表的封面論文和所著書籍《Mobile Microrobotics》。
除了磁性微型機器人外，富有商業(yè)頭腦的 Sitti 教授也在利用仿生學(xué)做更多的落地嘗試。
在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)任教 7 年后，也就是 2009 年，Sitti 教授創(chuàng)立了 nanoGriptech 公司（http://www.nanogriptech.com），官網(wǎng)上展示了已轉(zhuǎn)化為落地產(chǎn)品及應(yīng)用。
壁虎仿生干燥粘合劑，其強大功能來自其先進的納米級幾何設(shè)計，設(shè)計靈感來源于壁虎腳部的剛毛（微觀毛發(fā)），該構(gòu)造像壁虎的腳一樣由數(shù)以百萬計的微觀結(jié)構(gòu)組成，它們形成分子水平的結(jié)合（即具有配對表面的范德瓦爾斯力（van der Waals forces）。
Setex 干式粘合劑也是世界上第一個干式粘合劑技術(shù)商業(yè)應(yīng)用，具有干燥，可重復(fù)和無殘留的特性，可實現(xiàn)類似壓敏膠粘劑的方法，持部件固定，懸掛，安裝等應(yīng)用，特別「擅長」光滑的表面。激進產(chǎn)品設(shè)計師和制造工程師們在打造未來產(chǎn)品時往往因材料的不可重復(fù)，粘性和殘留物替代傾向性的限制而受挫，而 Setex 干式粘合劑解決方案的面世就完美解決了他們的痛點。
Sitti 教授團隊解決了當(dāng)前技術(shù)和解決方案（即獨特粘合劑無法夾持和緊固的難題），下面是具體應(yīng)用需求場景。
新材料應(yīng)用涵蓋了從制造業(yè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（為改善尖端新材料的摩擦和抓地力提供方案）、安防領(lǐng)域、運動裝備（改善運動裝備對人體的適應(yīng)）、內(nèi)飾（該材料可以使汽車、船以及火車更輕便）廣泛領(lǐng)域。
Setex 干膠粘劑，可重復(fù)，無殘留，無粘性。該干膠粘劑支持部件固定，懸掛，安裝和其他應(yīng)用，特別「擅長」應(yīng)對光滑的表面。
Setex 夾緊材料，該產(chǎn)品擁有更高摩擦性能，適用于各種裝置表面，特別適用于制成假肢這類與皮膚親密接觸的制品。
升級版「魔鬼粘」，適用于各種形狀，型面不高，重量低，此緊固件表面無殘留，可重復(fù)使用，非常適用于室內(nèi)裝飾、內(nèi)飾、嬰兒裝，潔凈室等。
Sitti 教授的仿生機器人研究之路，是一段豐富而精彩的歷程。
1994 年，身為土耳其人的 Sitti 教授于伊斯坦布爾的 Bo?azi?i 大學(xué)（Bo?azi?i üniversitesi）畢業(yè)，后加入了 TUBITAK Marmara Research Center 公司的 CAD/CAM Robotics Group，正式開始了機器人研究生涯。Sitti 教授研究方向則是機器人視覺方向和智能機器人，并借此研究參與了與質(zhì)量控制相關(guān)的兩個工業(yè)項目。
兩年后，他前往日本東京大學(xué)攻讀電子工程學(xué) PhD。期間，Sitti 教授除了習(xí)得一口流利的日語外，還堅定了自己的研究方向——仿生機器人領(lǐng)域。
同一年，Sitti 教授前往了加州大學(xué)伯克利分校 - 計算機科學(xué)系部擔(dān)任 Research Scientist 一職，2002 年擔(dān)任分校講師，為約 45 名研究生教授微型/納米機器人知識。
就是這段期間，壁虎給了 Sitti 教授靈感，促使其開始研究制作仿生微纖維粘合劑，以及從昆蟲獲得啟發(fā)開始研究微機械飛行昆蟲機器人。
2002 至今，Sitti 教授身兼三職：卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機械工程學(xué)副教授，自家 nanoGriptech 公司創(chuàng)始人，以及馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的物理智能部門主管。
雷鋒網(wǎng) AI 科技評論了解到，也就是在 2002 年起，即擔(dān)任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)副教授至今的這段期間，Sitti 教授斬獲了多項榮譽及獎項：
? 2005 年獲得美國國家科學(xué)基金會職業(yè)獎
? 2011 年，Sitti 教授于年獲得 SPIE Nanoengineering Pioneer 獎
? 2006 - 2008 年當(dāng)選為 IEEE 機器人與自動化學(xué)會特聘講師
? 作為 IEEE Fellow 的 Sitti 教授于 2013 年被邀請參加世界科學(xué)節(jié)，并作為關(guān)于細(xì)胞外科醫(yī)生的主講人
任「微生物機器人學(xué)報」主編。
在學(xué)術(shù)造詣上，Sitti 教授也是碩果累累，據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，Sitti 教授發(fā)表的文章被引用次數(shù)達(dá) 16,000 多篇，包括 180 多篇（同行評議）期刊文章和 145 篇會議論文。除此之外，他還受邀在大學(xué)，會議和行業(yè)中發(fā)表了 150 余場演講。
研究上頗有建樹，經(jīng)過 Sitti 教授指導(dǎo)的學(xué)生也可謂桃李滿天下，The Physical Intelligence Department 研究所的研究小組就由 17 名博士后和 16 名博士生組成，其中不乏頂級名校成員。這些成員在離開小組后，也有不少成為高校教授，包括康奈爾大學(xué)、南洋理工大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)、麥克馬斯特大學(xué)等。與此同時，教授的弟子同樣也遍布科技界，如 Google 和 3M 等行業(yè)的不少骨干高級研究人員。
在 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，Sitti 教授輔導(dǎo)了 14 位博士后、38 位博士、45 位碩士 和 58 位本科生。教授指導(dǎo)過的研究人員繼續(xù)留在學(xué)術(shù)界和業(yè)界，包括在 UIUC、多倫多大學(xué)、俄勒岡州立大學(xué)、弗吉尼亞理工大學(xué)、WPI、Bilkent 大學(xué)、德克薩斯理工大學(xué)、麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、Google、BostonDynamics、Apple、Intel 和 自家 nanoGriptech 公司中發(fā)光發(fā)熱。
育大牛無數(shù)的 Sitti 教授，研究經(jīng)費也是拿到手軟：NSF，NIH，NASA，DARPA，ONR，通用汽車和波音公司合計為他的研究提供著超過 1300 萬美元資金經(jīng)費支持。
如果你想在一睹 Sitti 教授的風(fēng)采，歡迎來到 6 月 29 日至 7 月 1 日的 CCF-GAIR 2018， Sitti 教授將在會上做主題演講。
CCF-GAIR 2018：http://www.zaocj.com/news/201804/R3BSliibGRzPheuY.html
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