Our Narratives

Click here to edit subtitle

 

斯坦福大学电脑博士生 ,

Toki Migimatsu , 解说机器人的手臂如何建造


作者: 艾德琳 2018-9-29

 

你知道人的手臂可以转动的角度超过一百多种?


你知道如何让机器人的手臂做任何人类手臂可以做的动作 ?


你知道建造机器人时,学习什麽科目最重要 ?


当我坐下访问这位在斯坦福大学主修电脑的博士生时,Toki Migimatsu (右松孝齐) 告诉我的第一句话就是,“人的手臂可以转动的角度超过一百多种。”  我听到这亇数据吓了一跳,因为它远超过我的认知。他还告诉我,他已将全部手臂可移动的空间位置定位,并建立人类手臂肌肉动作的空间位置分佈图。

Courtesy: Toki Migimatsu

我很好奇他如何完成这样艰钜的工作 ? 他解释他先研究人类手臂肌肉的最小细胞单位,亦即肌纤维如何运作。然後再用核磁共振 (MRI) 收集手臂在不同动作及位置时,肌肉结构形成的叁度空间形象,为此他一共收集了one terabyte组数据,进而模拟手臂移动时肌纤维收缩的情况,建立电脑模型,以高效能电脑演算 (algorithms)及时预测肌肉的重力。这项巨大的工程是他在斯坦福大学攻读大学部时完成的,这也是最令我钦佩他的地方。


除了核磁共振的使用,他还使用功能性磁振造影(fMRI),测量手臂活动时引发的人脑信号。企图寻找人脑信号和肌肉啓动的関联,试图瞭解大脑如何操控肌肉。这就是所谓的肌肉模型。由於核磁共振不可能同步记录人脑信号和肌肉啓动,测试者的手臂都会戴著定位和力传感器,电脑肌肉模型即可预测肌肉的啓动。 .


瞭解人脑如何操控肌肉,对神经外科手术、肌肉骨骼手术、与复建医学有著重大的影响。 同时,由於肌肉模型和机器人的电脑演算相互兼容,它可以和可穿戴机械 (exoskeletons)或机器人助理合成一体,因为两者都必须能和人类密切互动。
Courtesy: Toki Migimatsu, the musculoskeletal model figure

Toki从小最喜欢玩乐高积木 (LEGO),而且积木愈大愈好。他也喜欢将老旧的电子产品拆开,研究如何运作,再安装回去。当然他并非只有左脑特别发达。他每天花 2 , 3小练钢琴,高一时就拿到12级别的证书。至於写电脑程式,他是到了上大学才开始学的。


在斯坦福唸大学部主修电脑学时,紧凑的课程充满挑战。读不完的书,写不完的作业,常常让他喘不过气来。他每天只能睡6个小时。如果想弹钢琴轻松一下,那天就只能睡4个小时。


建造机器人手臂时,哪些科目最有用 ? Toki认为电脑演算最需高等数学能力,在建构机器人时,对物理的深度瞭解也很重要。

  

去年暑假Toki在Nissan日产汽车的无人车驾驶部门实习。今年九月他开始攻读博士学位,希望专注於人工智慧的研究:发展更有效的电脑演算,让机器人融入人类的生活中。Toki 笑著问:「如果有一天他能做出聪明的机器人,帮忙人类分担工作、洗碗、打扫房间,那不是很好吗 ?」