机器人技术研究与应用探索

机器人技术研究与应用探索

任何机器人专家都会告诉你，在机器人领域，操纵物品在技术上具有挑战性。在简单抬起包裹时，这些末端执行器或臂端工具有时需要能够补偿不同的重量，同时检测压力和纹理的微小差异。某中心机器人的研究科学家Erica Aduh正在解决这类问题。

Aduh对工程学有着长期的兴趣——这始于她的童年。她的第一个家在尼日利亚，后来随家人搬到了摩天大楼林立的迪拜。"这里有各种精心建造的建筑，"她说。“我不仅被它们的宏伟所吸引，还对设计和建造它们所需的计算感到着迷。”

这种着迷（以及她对数学和物理的热爱）促使Aduh于2010年前往美国，在宾夕法尼亚大学攻读机械工程。宾大工程系有两个让Aduh感兴趣的领域：产品设计和机器人技术。"我发现自己对机械设计非常感兴趣，"Aduh说。在那里，她建立了自己的作品集，甚至创办了一个产品创新俱乐部——工程系的几个人最终加入了这个俱乐部。

爱上机器人技术

大二时，在选修了机器人学导论课程后，她迷上了机器人技术。该课程专注于物品操纵，与她现在的工作类似。她发现这个主题很吸引人。当她后来选修机电一体化课程时，她再次被机器人技术吸引。"我在那门课上投入了大量时间，因为它让我如此着迷，"她说。

在完成一系列构建不同类型机器人的小型项目，并享受将电气、机械和软件结合的乐趣后，"我知道机器人技术中有一些我真正想要动手实践的东西。"她的最终项目：创建一个能够自主玩曲棍球的机器人。"我只记得和队友在实验室里花了无数个小时——那真是太棒了，"她回忆道。

那些深夜会议推动她走向机器人技术，随后她在宾夕法尼亚大学攻读硕士学位时继续深入研究。她对研究的热爱意味着她面临着是否继续攻读博士学位的问题。她不确定，所以当她在某中心机器人获得研究生实习机会时，她接受了——并且很喜欢这份工作。她与其他实习生一起进行了一个探索性项目，这使他们能够运用所学知识。"在那次实习结束时，我相当确定我想留在工业界，而不是回到学术界，"Aduh说。她于2016年初加入某中心担任机械工程师。

回归研究

几年后，Aduh意识到她对研究的热情仍在燃烧：“虽然我非常喜欢我的团队并学到了很多，但我意识到我想重新投入研究。”

于是她开始了转型，参加研究团队会议，并承担小任务。"当我加入操纵研究组织时，我向Beth Marcus汇报，她非常出色且鼓舞人心。她给了我探索一系列研究主题并在研究中发展重点的机会。这很棒，因为这正是我进入科学研究并成长为科学家所需要的，"Aduh说。

她的另一位导师Andrew Marchese教她建模和仿真。"Andy在机器人操纵的各个领域都才华横溢且技能娴熟，"她说。“有机会向他学习至关重要，他是我转型进入科学世界的主要原因。”

这一转型已被证明对某中心富有成果。"Erica通过严谨的实验和仔细的分析，具有深刻推进理解的能力。她不断将模糊的问题分解为可测试的假设——真正体现了科学过程，"Marchese说。

Aduh的团队目前专注于推进机器人如何运输和移动包裹。她正在开发机器人物品操纵的分析模型——包括物理和机器人系统建模。"这可能是从描述机器人工作单元组件物理计算到模拟完整机器人系统的编程仿真，"她解释道。

与团队合作，她在仿真平台内开发这些模型。她还使用高保真物理模拟器，在那里也开发模型。"我还创建自己的仿真，以回答高层次的业务问题，并通过白皮书向领导者和同事传达我的发现，"Aduh说。

这可能会让她离开工作单元系统，进入楼层级仿真，这些仿真可用于检查一种方法与另一种方法相比如何影响吞吐量。最终目标是可靠安全地将包裹送达目的地。

Aduh使用Python或MATLAB编写脚本，因为她只是创建描述系统的模型，但有时也会将想法应用到真实机器人上（既为了发展直觉，也为了验证模型）。尽管COVID-19大流行使她在2020年大部分时间无法进入办公室使用真实机器人，但她找到了替代方法。她的解决方案：观看机器人执行她正在研究的特定动作的视频以建立直觉，然后 later 使用机器人进行验证测试。

"从仿真到现实世界的能力至关重要，"某中心机器人工程和机器人副总裁Parris Wellman指出。“这对我们的组织及其发布真正酷炫的东西的能力具有重大影响。它使我们能够让聪明的软件工程师和科学家学习如何做机器人技术，而无需承担太多风险。”

职业建议

对于任何有兴趣追随Aduh脚步的人，她说找到好的导师对她的成功"极其关键"。"通过他们，我能够学习并获得他们对模糊问题正确解决方法的反馈和想法——他们非常有帮助，"她说。

Aduh解决问题的创造性方式也使她成为某中心的宝贵资产。

"自从我认识她以来，Erica一直被真正模糊的问题所吸引——业务想要前进的领域，但我们的技术和/或解决方案未经证实，“Marchese说。他说她提出和回答难题的能力"影响我们的操纵技术下一步发展方向。她在科学探索上严谨，但在结果交付上及时。”

除了导师，Aduh说舒适地工作在你已知领域之外也很重要。"很多时候，我觉得自己正在处理超出舒适区的事情，"Aduh说。“这就是我能够成长的方式。”
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