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在CSDN主辦的人工智能大會(huì)CCAI2016上，汪滔曾經(jīng)的導(dǎo)師，現(xiàn)在的大疆創(chuàng)新科技董事長、香港科技大學(xué)教授李澤湘同與會(huì)者分享了自己在促進(jìn)機(jī)器人在實(shí)際應(yīng)用中幫助人類的過程中所獲得的經(jīng)驗(yàn)。
演講中的李澤湘
李澤湘首先介紹了一些關(guān)于機(jī)器人數(shù)學(xué)理論的挑戰(zhàn)和研究。他表示，關(guān)于機(jī)器人本身的研究，最重要的就是關(guān)于機(jī)器人運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的數(shù)學(xué)模型。機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)千變?nèi)f化，弄清楚這些機(jī)器人運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)空間，并建立相關(guān)的合適的數(shù)學(xué)模型是建立良好的機(jī)器人控制系統(tǒng)的關(guān)鍵。目前機(jī)器人的控制中所面臨的主要挑戰(zhàn)類型有：
旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的狀態(tài)空間，以及基于此的動(dòng)力學(xué)、穩(wěn)定學(xué)。
工業(yè)機(jī)器人的狀態(tài)空間
機(jī)器手，由于手需要的靈活度很高、要完成的任務(wù)非常多，所以其控制也很難，很需要建立合適的數(shù)學(xué)模型
需要進(jìn)行三維運(yùn)動(dòng)的機(jī)器人，其狀態(tài)空間也是相當(dāng)復(fù)雜的
人體（或其他動(dòng)物）的關(guān)節(jié)結(jié)構(gòu)中有一些是非常奇妙的，比如肩關(guān)節(jié)有一個(gè)正負(fù)90度的旋轉(zhuǎn)空間，建立這些關(guān)節(jié)的模型以及分析其控制機(jī)理也是很不容易的。
高端制造業(yè)中機(jī)器人的狀態(tài)空間，同之前的相比又是一個(gè)新的挑戰(zhàn)。
非完整約束的運(yùn)動(dòng)規(guī)劃，這類運(yùn)動(dòng)中通常有一定的約束條件，比如如何去靈活的操作一支筆、一個(gè)物體？一只貓如何在落地時(shí)角動(dòng)量守恒的情況下自動(dòng)調(diào)整姿態(tài)四肢落地？這是一種數(shù)學(xué)問題，搞清楚這些問題的數(shù)學(xué)模型，再在上面做規(guī)劃、做控制，才能將其應(yīng)用到機(jī)器人中去。
制造中產(chǎn)生的誤差和質(zhì)量問題也是一個(gè)會(huì)影響控制效果的問題。目前我們需要一個(gè)基于數(shù)學(xué)模型的產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)來界定機(jī)器人產(chǎn)品的合格度，為將來更大規(guī)模的制造做準(zhǔn)備。大部分機(jī)器實(shí)際上都有各種各樣的誤差（包括制造設(shè)備），如何去定位它與它加工工件的相互關(guān)系？這也是一個(gè)問題，這些質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、公差標(biāo)準(zhǔn)都需要用數(shù)學(xué)模型來準(zhǔn)確的定義、檢測(cè)。
最后，目前的一些機(jī)器人已經(jīng)不再是單獨(dú)行動(dòng)，可以預(yù)見未來會(huì)有更多機(jī)器人協(xié)作的情況出現(xiàn)。而機(jī)器人與其他設(shè)備在同一個(gè)環(huán)境下工作時(shí)、有兩個(gè)手臂的機(jī)器人行動(dòng)時(shí)的狀態(tài)空間是什么，更復(fù)雜一點(diǎn)，一個(gè)工作單元中有多個(gè)機(jī)器人、多種傳感器、各種各樣的其他設(shè)備時(shí)，作為一個(gè)合作體，它們的狀態(tài)空間怎么去描述？
針對(duì)這些問題，李教授介紹了機(jī)器人的微分幾何理論，將單體的運(yùn)動(dòng)考慮成一個(gè)微分結(jié)構(gòu)，這個(gè)微分結(jié)構(gòu)是由一個(gè)微分流形加一個(gè)單位球構(gòu)成的，比如地球，將地球上所有的點(diǎn)表示出來的坐標(biāo)方法、以及有多個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)時(shí)它們之間的關(guān)系集合到一起，就是地球的微分結(jié)構(gòu)。而這些表示坐標(biāo)的方法就是微分流形。對(duì)于機(jī)器人來說，利用歐氏空間的幾何特征，對(duì)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)做一些極大極小值的優(yōu)化，就是這個(gè)理論的關(guān)鍵。
李澤湘總結(jié)了自己在多年產(chǎn)業(yè)化中獲得的寶貴經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)起來主要有三點(diǎn)：
一：明白需要培養(yǎng)怎樣的學(xué)生，怎樣的學(xué)生最適合創(chuàng)業(yè)？他們?cè)?jīng)的標(biāo)準(zhǔn)是：好學(xué)校的成績好的學(xué)生，但是后來卻發(fā)現(xiàn)這條路走不通。后來，李澤湘在科大開了一門機(jī)器人設(shè)計(jì)比賽的課程，重視實(shí)踐，要求不同的學(xué)生聚集在一起進(jìn)行整個(gè)過程，在這些過程中，學(xué)生學(xué)會(huì)了系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、時(shí)間項(xiàng)目的管理、以及團(tuán)隊(duì)協(xié)作。為了加快周期，李澤湘還讓學(xué)生去華強(qiáng)北做PCB加工，這樣極大的加快了迭代的時(shí)間。這樣培養(yǎng)出來的學(xué)生如果以后要?jiǎng)?chuàng)業(yè)，他會(huì)遇到的問題就會(huì)少很多。
二：需要找準(zhǔn)方向。機(jī)器人和AI是相輔相成的，李澤湘打了個(gè)很好的比分，有句話說，“不管黑貓白貓，能抓到老鼠就是好貓?！睓C(jī)器人和AI就像是黑貓和白貓。不需要去區(qū)分他們誰黑誰白，而是關(guān)注他們?nèi)绾魏献髯サ健袄鲜蟆?，而這些老鼠就是AI和機(jī)器人目前最有價(jià)值的應(yīng)用領(lǐng)域。李澤湘預(yù)測(cè)，未來幾年的幾個(gè)“大老鼠”有：自動(dòng)駕駛、3C產(chǎn)業(yè)的制造自動(dòng)化，這也是機(jī)器人或者制造領(lǐng)域內(nèi)非常難解決的問題。目前的工業(yè)機(jī)器人還只能完成一些最簡單的打磨、拋光等操作，但這個(gè)領(lǐng)域?qū)硎欠浅Ｓ袧摿Φ摹?/p>
三：需要有一個(gè)這樣的氛圍，這樣的品牌、文化，李澤湘說，他一直在科大帶領(lǐng)學(xué)生完成實(shí)習(xí)、研究，然后在深圳完成產(chǎn)業(yè)化，他很多美國的朋友來看到這樣的場(chǎng)景，都說這地方感覺就像Hollywood of Makers，可以把任何夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)。綜合這些年公司和研究的經(jīng)驗(yàn)，李澤湘感覺到，更多的中國創(chuàng)業(yè)者、甚至是全世界的創(chuàng)業(yè)者都需要這樣一個(gè)品牌，所以李澤湘和他的朋友們打造了松山湖產(chǎn)業(yè)基地，為創(chuàng)業(yè)者們提供各種各樣的零部件、產(chǎn)業(yè)鏈支持、基金和指導(dǎo)，幫助他們把夢(mèng)想變成現(xiàn)實(shí)，這就是松山湖的定位：一個(gè)屬于機(jī)器人創(chuàng)業(yè)者的品牌，一個(gè)幫助他們實(shí)現(xiàn)夢(mèng)想的平臺(tái)。
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