播客:机器人技术和生物机电一体化开发的跨学科方法

播客的第四集是国际实验室“生物机电一体化和节能机器人”负责人,ITMO大学计算机技术与管理大型学院的副主任Sergey Kolyubin参加的



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照片:谢尔盖·科柳宾(Sergey Kolyubin)






实验室-机器人与网络物理系统



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德米特里卡巴诺夫我们通常会进行远程交互-例如,使用有关Habré的大学博客的评论。此前,这些人的照片之旅:各地的实验室cyberphysical系统FabLab -阿列克谢Shchekoldin向我们展示了它)。然后他展示了他的教育发展-具有VR和AR元素SMARR机器人。除其他事项外,您是否担任过该项目的科学顾问?



谢尔盖·科柳宾(Sergey Kolyubin):是的,这是对的。我是研究生院Alexey的科学顾问。这是该大学一系列此类工作中以实践为导向的项目。现在在研究生的指导下还有另一组学生团队。他们正在从商业化角度准备其解决方案的原型。在此过程中,这种以实践为导向的R&D有助于吸收生产文化,使儿童了解其发展和相关活动的生命周期-例如,草拟文档的细微差别。



德米特里(Dmitry):除了这个项目外,还有很多其他项目-您与许多团队一起参加了国际机器人技术会议,包括参加TechCrunch



除此之外,您还参与整个大型学院的管理以及您担任裁判部的主管您是否可以将这项活动结合在一起,并与年轻同事保持联系并为他们提供帮助?



谢尔盖(Sergey):我同意,这有工作量,但我会努力解决任何问题。一旦我了解到有机会摆脱官僚主义的事务,并在实验室与这些家伙呆在一起,我就会尝试这样做。






机器人实验室和发展机会



时间码- 02:09






德米特里(Dmitry):顺便说一下,在哈布雷(Habré)的一次照片游览中,还有一个机器人实验室,向我们展示了各种抓取装置和工业机械手。



谢尔盖:是的,这只是我的实验室。



德米特里:那一刻起发生了什么变化?实验室现在在做什么?



谢尔盖:这是一个国际科学实验室“生物机电一体化和节能机器人”。我们与Stefano Stramigioli教授一起运行代表特温特大学的他是该领域的知名专家,他管理着大型机器人中枢,最近成为荷兰科学院的成员。这个人激励我们并制定具有挑战性的任务。还有其他领域-俄罗斯科学基金会的项目,有适当的赠款支持;有公司的订单;还有一个“沙盒”-在科学工作框架内与大学生和研究生合作的主动项目。





在后一种情况下,产品阵容非常广泛-有人制造用于手的康复系统,假体和脑电图肌电图分类系统,其他人设计用于控制具有弹性元件的机器人的系统,其他人正在研究自主控制的主题,有人正在研究具有远程控制和反馈的触觉系统。其中一些还参与了我们为俄罗斯科学基金会设计的项目-开发节能型行走和奔腾机器人。



我给予创作自由。主要条件是该项目符合实验室发展方向和重点。如果我们谈论后者,那么我们正在处理的是带有“灵活”元素的系统,用于非结构化环境。在这种情况下,我们无法描述环境的所有属性,并且系统必须具有内部适应性。



第二个关键点是系统的能源效率。所有这些都是在算法级别和设计级别实现的,从而使系统在硬件方面也变得智能。






如何参加这些项目



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德米特里(Dmitry):对于那些想参加这项工作的人,您有什么建议?



谢尔盖:入口处有一些先决条件。简而言之,如果说到能力,我的实验室中有三种类型的专家:“机械”,“电子工程师”和“算法”。第一个是以前研究,完成的毕业项目,或者是在与系统设计有关的公司中工作的,他们从事的是“机械工程”。第二个-他们知道如何对控制器进行编程,了解什么是传感器,如何在较低级别组织数据处理。还有一些人负责高级算法和系统级机器人的开发。



机器人技术是一个跨学科领域。除了技术人员,这里还有医学和工业设计领域的专家。因此,我们从伊拉斯mus(Erasmus)的战略伙伴关系线开始了一个欧洲项目。它不仅涉及ITMO大学的代表,而且还包括来自鲁汶大学特温特大学Ozjegin大学和福特Otosan(该品牌最大的卡车部门)的同事。我们共同为研究生和研究生创建了研究生教育课程,在此过程中,我们在组织和研究小组之间建立了更紧密的合作。





该项目本身是关于可穿戴协作机器人的。除了技术开发人员需要工业外骨骼和协作机械手进行制造以外,我们还涉及与医疗技术和参与操作的手术机器人相关的领域。我们知道,如果没有专业的医学专家,那么这样的发展是不可能的-您需要详细了解问题,工程工作仅占此类项目的40%。






跨学科方法的特点是什么



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德米特里:跨学科的方法是ITMO大学的特色。可以在所有热门程序中找到它。



谢尔盖:是的。这种方法符合我们的战略目标和发展议程。这是对品牌的理解,应该在各个层面上保持这种理解,并将其与我们带给外界的信息联系起来,并包括在员工的日常工作中。



德米特里:从教育过程中的参与者的角度来看,这种跨学科的方法是否结合了个人的发展轨迹或某种焦点,可以使您清楚地了解自己的专业知识,但同时要考虑到相关行业需要的必要能力?



谢尔盖:宽容的意愿是必须的。科学正在经历另一轮发展。有通才-哲学家和数学家,然后是专业化,现在有了新的一轮,需要具有通用能力的专家。



多年来,他们一直在谈论“ T形”专业人士,现在他们了解到,已经有两个垂直行业时就需要“ Pi专业人士。


通过并行获得两个度,这种方法是可能的。许多大学都有它。我们拥有生物信息学。它需要计算机科学,分子生物学和遗传学方面的平等知识。有一个infochemistry程序,结合了信息技术和化学能力。有不那么明显的例子。例如,我研究了控制系统。但是,不可能在不了解主题(您所控制的东西)的情况下为某些东西建立控制系统。对于机电系统,需要物理,电和相关过程。如果为某种化学反应器建立控制系统,则至少在抽象级别上,您需要了解那里正在发生的事情。



如果我们采用控制论,那么它本身就是一门跨学科的科学。在这方面,机器人技术就是一个明显的例子。ITMO大学中有许多这样的例子。






理论与实践的平衡



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德米特里(Dmitry):您是在谈论一般能力-这是您在接纳人的阶段所考虑的基础吗?例如,根据“我是专业人士”竞赛的任务,您可以看到这些是与要求相对应的非常基本的东西。



谢尔盖(Sergei):是的,我们使用不同的工具-不仅是考试和作品集竞争



德米特里:但是,另一方面,当看这些任务时,人们可能会怀疑一个人是否能够进行足够的练习以实现所有这些知识,例如,在与特定领域的公司合作的框架内。



谢尔盖:我明白。现在急需快速过渡到实践。当我还是一个学生的时候,这很激励人。屏幕上的控制系统和图形是理论上的,机器人是否在驱动,是否在解决问题,这已经是视觉演示。您将看到结果并评估开发的有用性。但是只有简单的任务才能快速解决。



没有基础知识,就无法解决更复杂的挑战。您将仅花费更多时间,但是如果您对公式和方法有了解和了解,一切将会更快。



只是我们习惯了快速获取信息并取得成果。但是有时您需要花几周时间研究文献并整理理论。作为专家,您“付出”的成本与培训该专家的成本一样多。如果您只知道如何解决以最低能力完成的基本任务,您将无法获得可观的收入。还有另一个威胁:一些人以前从中获得的收入现在开始以一种良好的形式制定算法。从长远来看,成本水平可能不具有可比性。因此,从延长的“卷积的张力”的观点出发,能够解决复杂的问题是重要的。为此,基本准备是有用的。





德米特里:如果我们回到实验室-机器人技术和网络物理系统,那么外行可以将它们想象成某种办公室,白大褂和护目镜的人昼夜不停地工作



谢尔盖:我们没有。我们的价值观之一是尊重个人。最主要的是专业意义上的实施。但是,如果需要安全预防措施,则需要相应地进行装备。当然,我们希望看到每个专家的专业化。然后,您可以组建一个具有良好互换性的团队,并确保其每个成员在某些方面都实力雄厚。



德米特里:每个人都可以有自己的项目吗?还是他们总是很普通?



谢尔盖:这是实验室工作的本质。网络物理系统实验室就是一个很好的例子。之所以存在,是因为我们在教职员工级别上设定了任务-聚集不同领域的专家,为他们提供基础设施,以便他们可以解决共同的问题,进行交流并形成相互理解。没有专门的位置进行此操作比较困难,但是拥有个人空间来完成任务也很重要。同时出去与同事沟通。彼此之间的最佳平衡是艺术。






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