近年来,人工智能技术的更新迭代,为机器人行业带来了广阔的发展前景。11月16日晚,在危宇頔老师的带领下,院友会秘书处的小记者们线上采访了在美国从事机器人研究的盛卫华院友。站在学科前沿的高度,盛卫华院友细致入微地解读了当下热门的机器人行业,解答了小记者们的诸多疑惑,他那温润自在的气质,沁人心脾、润物无声。
何以格物,何以致远
“环境对人非常重要。你和什么人在一起,就会慢慢变成什么样的人。” 回望当年的求学经历,盛卫华院友感叹道,当年在混合班,结识了一批相当优秀的同学,他们都拥有过人的学科素养与综合能力,“我的室友要么是数学竞赛的第一名,要么是围棋、写作、编剧什么的样样精通。和他们一起生活、学习,令我得到了非常好的自我提升。”其次,混合班“混合”的核心意义即是“multidisciplinary”(多学科交叉)。混合班多学科交叉的氛围,让他有机会与计算机、化工等不同专业的同学探讨交流,不仅开拓视野、发散思维,也为他之后踏入多学科交叉的机器人领域打下基础。“我从电机工程学转到机器人研究方向,可能就与当年那群计算机专业的室友有关系。”盛卫华院友笑道。除此之外,他认为混合班的教材选择也相当高瞻远瞩,为学生提供英文原版教材,不仅锻炼了学生的英语水平,更是让学生接触到了当时最新的理工科教育内容。并且,混合班对数理、计算机基础的着重培养,更是精准把握到了信息化时代的个人发展的关键所在。“混合班真的是一个相当好的学习环境。”盛卫华院友再次肯定道。
大二时,盛卫华院友抓住了混合班导师制的机会,跟随导师进行了专业领域的研究。当时导师主攻的是纺织机控制系统,涵盖了从图像输入、图像编辑、图像存储到实时控制等诸多方面的问题,其中盛卫华院友负责的是控制器的设计。这一经历不仅帮助他积累了进行研究工作的经验,还有效培养了他解决实际问题的能力。盛卫华院友对中美的教育环境有自己独到的感悟,他认为,很多美国学生虽然数理基础落后于中国学生,但他们的动手实践的能力还是比较强的,而动手能力又恰恰是解决实际问题的关键一环。而混合班提供的提早进实验室的机会与经历,正好培养了盛卫华院友作为一名科研工作者所需的基本素质。
盛卫华院友的和他的实验室团队
真正有想法的人不会为环境所困,而是会主动选择或者创造适合自己发展的环境。研究生阶段,盛卫华院友在本科导师门下继续研究控制器;硕士毕业后,去华为短暂工作了一段时间,学习了很多通信和硬件方面的知识,在提升了专业领域的认知水平之后,他决定继续求学深造,前往南洋理工大学攻读博士学位,从机械臂这一基础领域开始接触到了机器人行业。在新加坡学习了一年后,为了进入一个更大、更丰富、更多元的环境,盛卫华院友选择到美国密歇根州立大学继续攻读博士学位,凭借自己在机器人领域的研究经验以及学科视野广阔的优势,顺利申请到机器人方向的导师。而正是这个遵从内心的选择,让他接触到了早期的3D制造技术,并真正进入到了机器人行业。
回顾盛卫华院友的发展经历,从混合班求学一路走来,到如今在海外学术成果累累,一个重要的原因是能找到并营造适合自己发展的学习科研环境,而这个探索过程背后的视野与坚韧,正是盛卫华院友在机器人领域有所建树的关键。
智能时代,人本犹先
在密歇根州立大学读博期间,细心的盛卫华院友关注到当地的汽车产业相当发达,对工业机器人的需求量也很大,故他最初投身的研究工作便是使用机械臂,通过3D制造生产汽车后备箱——这也是3D制造相当早的实际应用之一。正是在这一过程中,从工业机器人开始,盛卫华院友对机器人行业的认识开始逐渐深入,真正进入了机器人行业。
博士毕业后,盛卫华院友到同在密歇根州的凯特琳大学工作了四年,在移动机器人方向上进行了一些研究,随后便来到了如今正在任职的俄克拉荷马州立大学。与密歇根州不同,俄克拉荷马州的制造业并不发达,对工业机器人并没有多少需求,因此,盛卫华院友将目光投向老年陪护。在全球老龄化趋势加快的大背景下,老年人的陪护是一个亟需解决而又非常有挑战性的问题,而近年来快速发展的AI与机器人技术恰好提供了全新的思路。盛卫华院友及其团队研发的养老陪护机器人有两大功能,一是实时监测老人的健康和行为状况,以降低意外风险,二是与老人交流,满足其情感需求,并为医护人员提供协助。这些功能的具体实现,关键在于提高机器人的智能程度。家庭内环境的复杂性、老人的认知特点、在陪护过程中可能出现的隐私问题、以及用户对机器人的接受度,都对机器人的智能提出了不同程度的具体要求。对此,盛卫华院友及其团队在“Human-Centered Computing(以人为中心的计算)”上下了功夫,在以提升用户主体感受为导向的理念下,针对具体问题提出具体的解决方案。团队研发的养老机器人利用穿戴式设备,并用听觉辅助视觉,在达到预期效果的前提下采集尽量少的数据,以避免可能产生的隐私问题。而在与老人的沟通、对老人情绪的具体理解上,则是通过多学科合作的方式,借助认知科学、心理学等方面的研究成果解决问题。目前,盛卫华院友及其团队研发的养老机器人虽尚未进入商用阶段,但已解决了诸多在实际应用中会遇到的问题。
盛卫华院友和他实验室开发的养老陪护机器人
在养老陪护之外,盛卫华院友还敏锐地捕捉到了未来的交通行业对人工智能的需求。除了对无人驾驶技术本身的需求之外,盛卫华院友团队致力于关注无人驾驶汽车与传统车辆(有人驾驶)同时出现在道路上的混杂交通情况,他认为,传统车辆需要智能系统的辅助以提升对道路环境的适应度,这样的辅助驾驶系统需要与无人车的控制系统协同工作,保证交通安全的前提下,充分理解并考虑驾驶者的行为和意愿,做到“以人为中心的计算”。而这不仅要求人工智能及控制领域有相当高的技术标准,同时对心理学、社会学、交通工程等领域也提出了具体的要求。盛卫华院友团队早在十年前已完成相关平台的搭建,但当时无人驾驶刚起步,这个研究方向还未成熟,然而当下随着无人驾驶技术的不断发展,对无人驾驶车和传统车辆协同驾驶的问题受到的关注也越来越多,在团队的不断努力下,这一项目最近得到美国国家自然基金的资助。
从事机器人行业不仅要扎实多专业领域基础知识,还要具备敏锐的嗅觉,快速觉察社会热点和需求,发挥专业所长,投入实际研究。这是一个格外需要低头拉车且抬头看路的行业。盛卫华院友从进入这个行业到而今硕果累累的历程,便是最好的印证。
弦歌不辍,以传薪火
作为机器人行业的多年深耕者,盛卫华院友总结了自己的经历,为竺院学子们带来了诸多宝贵的建议。
“本科阶段打好数学、计算机与外语基础十分重要。”盛卫华院友表示,数学是各学科的基础;计算机科学与技术作为当下各学科实践离不开的工具,良好的软件基础是科研开展的技术保障;而学习外语,尤其是英语,不只是一个简单的工具,更是一整套思维方式,它如同观察另一个世界的窗口,掌握英语你能自行理解文献、原著作者的想法,而不是接受被他人理解转译后的版本;除此之外,多学科融合的能力也相当重要,对各个学科有所了解、涉猎,能让自己在处理问题时具有更加开阔的思路。在解决实际科研问题时,往往需要大量的多学科、多领域的合作。
盛卫华院友在Cobot2022国际会议上作主题演讲
对于科研工作,盛卫华院友的看法里充满理想主义者的浪漫:科研工作本身具有的开拓性与挑战性,正是它本身的魅力所在。“科研具有不确定性,但也有很大的回报。就像开船到一个未知的地方,和哥伦布一样,开着开着就找到了一片新大陆。”科研本身虽然很难产出成果,但只要在过程中秉持初心、持续努力,总会是有收获的。对于与实际问题的解决直接关联的那些专业而言,这又有一个前提——就是要选择正确的方向。选择一个好方向,即是定义一个有价值的科研问题,需要的是大量的具体调查和细心观察。“就像安全与健康,这是所有人都会关注的方向。”盛卫华院友个人的研究经历,正是对此的最好印证。
盛卫华院友给想要投入机器人与人工智能领域的同学建议:首先,要着重培养动手解决问题的能力。对于工科生而言,解决实际问题的能力是一个非常重要的指标,机器人与人工智能领域是尤为显著的问题导向型的方向。在此之余,一定要勤于学习、终身学习,见识广了才能在各种因素错杂的大环境中看透问题的本质,抓住解决问题的关键。
“人生就像一个积分的过程,单位时间里能做的事情是十分有限的,所有的结果都是一天一天积累出来的。”回望这些年的科研经历,盛卫华院友感叹道。要有正确的初心,要有好奇心,并保持终身学习,要开阔自己的眼界,要养成良好的习惯,同时要能动手解决问题——盛卫华院友在访谈的最后为竺院学子如此寄语。
“定义人的是人的思想。有的人能想得非常开阔,也有的人会被自己设定的思维圈子所局限。竺院的同学是浙大学生中的佼佼者,希望你们能在科技创新方面做出自己的贡献。”希望今日一席话,能够汇入竺院学子的思潮,在日后竞发出生机万千。
盛卫华院友线上专访合影
文案 | 于子扬 何兆平
排版 | 田承尚
责任编辑 | 危宇頔