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博士读后感
作者:leyu乐鱼体育app下载 来源:leyu乐鱼体育app下载 点击: 发布日期: 2022-09-24 05:21
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leyu乐鱼体育app下载|最新app下载「于我而言,有三件事值得投入一生,其中之一就是研究机械人」这是我的博士论文致谢的第一句话。从大一转专业、到决议到交大读博;从实验室最早完成博士开题、到休学创业,读博的履历让我有时机真正从事自己喜欢的事业。看着阿西莫夫长大的我,对能够「给机械人写代码」这件事充满着憧憬。怀揣着这个想法,本科刚入学第一个月,我就主动申请从化工系转系到了机械系。 然而,未曾意料的是,清华机械系实际上是「质料系」,本科四年的专业课主要集中在了铸造、锻压、焊接等质料成型领域。...
本文摘要:「于我而言,有三件事值得投入一生,其中之一就是研究机械人」这是我的博士论文致谢的第一句话。从大一转专业、到决议到交大读博;从实验室最早完成博士开题、到休学创业,读博的履历让我有时机真正从事自己喜欢的事业。看着阿西莫夫长大的我,对能够「给机械人写代码」这件事充满着憧憬。怀揣着这个想法,本科刚入学第一个月,我就主动申请从化工系转系到了机械系。 然而,未曾意料的是,清华机械系实际上是「质料系」,本科四年的专业课主要集中在了铸造、锻压、焊接等质料成型领域。

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「于我而言,有三件事值得投入一生,其中之一就是研究机械人」这是我的博士论文致谢的第一句话。从大一转专业、到决议到交大读博;从实验室最早完成博士开题、到休学创业,读博的履历让我有时机真正从事自己喜欢的事业。看着阿西莫夫长大的我,对能够「给机械人写代码」这件事充满着憧憬。怀揣着这个想法,本科刚入学第一个月,我就主动申请从化工系转系到了机械系。

然而,未曾意料的是,清华机械系实际上是「质料系」,本科四年的专业课主要集中在了铸造、锻压、焊接等质料成型领域。直到这时,我才品出机械系面试老师在转专业时问我的那句话,「如果你发现学的工具跟你想象的纷歧样,怎么办?」大家常说,清华有三次换偏向的时机:刚入学、大一竣事和保研。

大三的六月份,在确定结业去向的时候,我就决议,要去一个做机械人的实验室去读博。可是,其时清华并没有太多做机械人研究的实验室,我找遍了清华机械、精仪、自动化、盘算机等专业的导师:要么只做一些欠驱念头构设计;要么只是在单片机上调 PID;要么只是在玩如玩具一般的 Nao 机械人。我似乎距离我想要的机械人研究越来越远了。

就在这时,清华大学成形装备及自动化研究所所长 D 教授建议我到上交看看。于是,我带着几位教授的亲笔推荐信南下上海交通大学。

我至今犹记得七年前第一次见到安川 SmartPal 机械人的激动心情:它在语音控制下,通过视觉寻找桌上的饮料,自动抓起,递给用户。安川 SmartPal 机械人抓取饮料瓶「这才是我想做的机械人!」,于是,我加入了交大机械人所 C 老师的实验室。鉴于实验室两位做视觉的师兄马上就要结业了,导师便将我的研究偏向定为机械视觉,与师兄完成事情交接。

固然,由于直博需要同时修完硕士和博士阶段的课程,我又将所有课程都选在了博士第一年。因此除了完成师兄研究的交接,第一年主要时间都是花费在上课与完成大作业上。其时师兄正在做的事情是,使用词袋法(Bag-of-Features, BoF)举行家用物品分类,为机械人提供抓取信息。

由于之前完全没有相关履历,所以花了半年时间看了三百多篇 BoF 的论文,跑种种开源的代码实现,或许相识了种种特征形貌子、分类器包罗神经网络等,也很早就接触到了 Feifei Li 的 ImageNet (在做深度学习之前,Feifei Li 许多事情都是集中在 BoF 上的),揭晓了自己的第一篇国际集会文章,也算是入门学术界了。第一次揭晓论文,第一次论文获奖我们实验室与日本安川一直保持着恒久的互助,详细形式是由日本安川每年提供一个主题,到场项目的学生(一般10小我私家左右)凭据主题提出自己当年的研究计划。前面针对 BoF 的研究就是当年课题中的一个子课题。我因为交接师兄事情而进入了这个互助项目,也从中找到了自己的研究偏向。

可能是因为经由近十年的研发,安川判断,服务机械人一时半会儿还无法普及,所以安川停止了 SmartPal 这条产物线。于是,从我博士第二年开始,安川项目互助主题就从服务机械人转向了工业机械人。不知道出于什么原因,其时安川方卖力此项目的技术开发部部长足立勝(Adachi Masaru)突然问我,是否愿意换偏向做运动计划(motion planning)。Adachi 说现在的工业机械人只能通过示教的方式举行部署,如果能将之前服务机械人上做的运动计划技术做到稳定高效,并应用在工业机械人上,应该是一个很是有前景的偏向。

示教再现的使用方式:技术人员用示教器逐点示教,机械人重复牢固行动由于我原本想做的就是机械人,而非视觉,经由相识,也发现运动计划是个很是好玩的技术,有可能改变工业机械人的使用方式。于是,便开启了我的机械人运动计划之路。

与学习 BoF 的时候一样,我直接就屁颠屁颠地开始翻阅运动计划的论文。可是,碰钉子了。机械人是一个综合学科,不行能跳过基础模块直接去做上层运动计划。

这个时候的我,只学过一些自动控制课程,交大的机械人专业课也只讲到 DH 建模和简朴的动力学,论文中泛起的图搜索、最优控制、空间投影等,全成了拦路虎。幸运的是,我在公然课、Coursera、edX 等 MOOC 平台和各个高校自己的在线课程平台上找到了许多世界一流的公然课,让我能通过这些平台接触到世界一流的课本与课程,迅速补齐数学、编程和机械人学基础。同时,也接触到了 ROS,借用它得以迅速将算法部署到实际到机械人上。

(这些工具在之前写的文章《开源机械人自学指南》中也有提到过)博士第二年竣事的时候,我已经揭晓了一篇 SCI 论文,完成了博士开题,成为了实验室有史以来最早开题的博士生。那时候我的想法是:马不停蹄,迅速完成另一篇 SCI,尽早结业。然而,博二的谁人夏天,我替导师到场服务机械人模块化国际尺度集会,回了趟北京,顺道回清华造访了本科的班主任 H 老师。

攀谈中,H 老师说到,博士阶段,最重要的是掌握科研方法和领域知识,学位反而次之。我返沪后,仔细反思。突然发现我自己其实并不真正熟悉机械人的每一个模块:运动计划的效果怎么让机械人动起来、动力学又在机械人控制中起什么作用、力控是怎么一回事、视觉伺服又是怎么实现的?除了运动计划算法,其他部门我都没真正在实际机械人上编程实现过。于是乎,我突然就不急着结业了。

整个博士第三年,除了在安川项目中继续举行运动计划研究外,我主动跟导师要了一些自己感兴趣的项目做,我开始接触种种机械人,接触机械人的各个模块,也开始在微信民众号和知乎分享自己的一些事情:用 UR5 机械人种田(震惊!博士生用机械人做这种事!你绝对想不到!),玩跳一跳(朋侪,买挂吗,二十万一套);用机械人给核聚变的真空腔开发遥操作拧螺丝功效;用 Baxter 机械人打磨;做自动追随、计价的移动购物小车(超市购物机械人 MarketBot「公布」);用 Nao 机械人识别药品(物体识别SIFT篇(视频版));用语音控制 Kinova 机械人抓取食品;用 Shadow Hand 玩石头铰剪布(这或许是现在最酷的机械手|Shadow Hand测评);用 SDA5 双臂机械人冲咖啡(听说现在机械人咖啡很「火」,所以我也做了一个);做移念头器人的自动导航(听说现在自动驾驶很火,所以我也做了一个);用 EtherCAT 开发码垛机械人控制器,并实验实现协作机械人的功效(听说现在协作机械人很火,所以我也做了1/7个;我把剩下的 6/7 协作机械人给做完了)。我用过的部门机械人,除此之外另有许多国产或自制的机械人到了博士第四年,我已经使用过许多种机械人、做过机械人各个方面的研究事情、实现过种种运动计划算法、与许多机械人领域的大牛交流过。可是,我心里一直存在一个疑问:我们人类控制手臂运动的时候似乎不是这样的,我们不需要随机采样,也不会有局部极小值。

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运动计划不应该是这样的!就在这个时候,AlphaGo 泛起在了我的眼前,它以 4:1 击败韩国职业围棋选手李世石!我重复看了好几遍 DeepMind 的文章,发生了一种感受:这个方法好酷!围棋和机械人运动计划一样,是严格的马尔科夫决议历程(MDP),同时都因为庞大的状态空间而无法使用传统的强化学习方法举行求解。围棋庞大的搜索空间那么,深度强化学习有没有可能应用在机械人运动计划上?于是,我开始去学习深度学习与强化学习。在看强化学习的时候,不停有一个声音告诉我,人就是这样学习的,这方法靠谱!险些与此同时,UC Berkeley 的 Sergey 揭晓了他们使用深度强化学习举行机械人端到端控制的事情。这进一步强化了我的想法:于是,当年的安川项目我的研究课题酿成了用深度强化学习做机械臂运动计划。

然而,经由一年的探索实验,以及中间与 David Silver 的邮件交流;我感受,强化学习是对的,可是深度网络似乎不足以完全拟合出强化学习的计谋,机械人只能学习到一些简朴的计谋,现在 DRL 的泛化性在实际情况中效果远差于传统的运动计划算法:传统计划算法与深度强化学习效果对比虽然现在还没有足够优雅的强化学习算法,可是我依然认为,从学术界研究来说,这会是一个很有趣的偏向。而且,强化学习中的 Monte Carlo,Dynamic Programming 等方法其实就是运动计划中 RRT* 和 A* 算法的另一种形貌。有过实验,便了了心结。博士第五年,我就开始整理自己已往四年的研究,准备大论文,同时思量结业后的去向。

由于多年与日本安川的相同交流,加上自己本科在差别工厂中看到的实际情况,我深知,这个世界上工业机械人的普及率还很是低,除了尺度化很是高的汽车制造业,大多数行业都无法使用机械人。这主要是因为机械人只能执行牢固行动,在产物更迭快的行业不行能普及机械人,因此绝大多数制造业依旧是劳动麋集型,众多的劳动力被禁锢在重复、枯燥、甚至是情况有害的流水线上。而我博士期间研究的运动计划技术就是解决这一问题的关键技术之一,我希望能够将研究的工具真正应用到实际的工业机械人上!2017年,机械人正值风口,一时间冒出了许多创业公司、也有许多传统公司加入到机械人研刊行列。

于是,我在那一年开始实验实习,开始实验与工业界开展更多的交流,与其时险些海内外所有的机械人+视觉创业公司首创人举行了较为深入的学习与交流。我也拿到了不少创业公司,包罗日本安川的 offer。可是,我感受大家在做的事情似乎跟我想做的有点纷歧样!这个时候,一直躺着微信列表的李辉突然问我说,考不思量自己搞?「搞!」人有时候就是这样,靠直觉做决议。我俩之前其实除了技术交流,并无太多相同。

只是直觉认为,我们可以划分把 3D 视觉和运动计划做好,只有这两部门的深度联合,才可能做到我想做的事情。于是,李辉和我划分从奥地利与上海飞到了北京。在没有任何商业计划、甚至没说我们要做什么的情况下,与高榕资本的岳斌确定了天使轮的投资。

当天晚上,我们在旅店旁边 24 小时营业的快餐店详细讨论了一下想做的事情以及详细的技术门路。之后,就又各自飞向了奥地利与上海。2018年4月,李辉在深圳注册了「深圳市如本科技有限公司」,而我则继续在上海完成学业,远程筹备公司事务。

然而,我这边似乎并不那么顺利。虽然揭晓了三篇 SCI,到达了学校结业尺度,可是导师认为我的研究过于偏重理论,在机械电子这种重实践的专业上,必须联合实际项目才比力容易通过答辩。

数次在组内试讲答辩内容,都被这个原因打回。2018年5月24日,我决议休学!其时的手机备忘录里,我写下了如下文字:「三月份我就已经准备好了结业所需的所有工具,但被一些莫名其妙的工具拖到现在也还没预答辩,我感受这个学期我没有学到任何新的工具,这让我感受很是急躁。仔细想来,拿博士学位这件事在我整个生命里似乎并不是那么重要。人生苦短,既然找到了更有意义的事情,便感受自己这段时间就是在浪费生命」于是,我敲启发师的办公室门,提出了自己要休学的想法。

我们聊了一个多小时。之后就南下深圳,正式开始了创业。作为公司首创人,恒久从事技术研发的李辉与我,清楚地知道我们要做什么,要做成这件事需要哪些准备事情。

我们不能直接使用种种并不稳定的开源机械人软件平台,我们得重新自己写;我们没有找到精度、性价比满足我们未来需要的3D相机,我们得从硬件开始自行开发。这两件事都是不容易的,我们需要一段比力长的时间笃志开发,亲手将这些工具搭建好,因此,这就奠基了如本科技建立两年来一直低调行事、严谨务实的气势派头。谢谢这段时间,我得以将博士研究的理论通过一行行代码逐渐实现,并部署到实际机械人上;我们得以搭建起一支优秀的研发团队;公司也得以推出几款还不错的产物:如本科技三款产物2020年年头,突然接到学院研究生办的通知,我的学籍时间快到最长时限了,无法继续延长休学时间。

由于,我的研究内容在一些实际机械人获得了验证,这时候导师也希望我尽快完成答辩。于是,2020年6月,受疫情影响,我以线上答辩的形式完成了博士答辩。

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除了可以名正言顺地接受别人称谓自己「邱博」外,拿到学位与否似乎对我并没有太多的差别。工业机械人还是不够好用,绝大多数的制造业还是依靠人力,我们还需要更多优秀的人一起在机械视觉与运动计划方面继续努力。


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