CMU教授Metin Sitti：產學雙棲的仿生機器人專家 | CCF-GAIR 2018

看過《超能特工隊》的大家，想必和 AI 科技評論一樣對「小宏」操縱的磁鐵微型機器人印象深刻。其實「磁力+可控機器人」的組合還真有個教授在研究。雖然該教授的研究成果並非像迪士尼電影中展示的那樣無所不能，但其研究成果卻能為腫瘤患者帶來福音，利用磁力控制仿生微觀機器直接將藥品注入病態細胞或腫瘤中。

他就是雷鋒網在 6 月 29 日至 7 月 1 日 CCF-GAIR 2018 大會仿生機器人分論壇邀請的重磅嘉賓，卡內基梅隆大學的機械工程學副教授 Metin Sitti。Metin Sitti 現任卡內基梅隆大學的機械工程學副教授，nanoGriptech 公司創始人。與此同時，他也是德國馬克斯普朗克智能系統研究所的物理智能部門 （The Physical Intelligence Department）元老級成員及負責人。

在卡內基梅隆大學擔任博士生導師的 Metin Sitti 教授在水上機器人領域做出了不少創新性的研究。他和學生 Yun Seong Song 模擬水黽（一種利用表面張力在水面上行走的昆蟲），製造出了一種能在水上高機動性行走的機器人。這個小機器人不同於其他利用浮力浮在水面的機器人，長腿很輕，所以其能利用水面表面張力而保持漂浮。師生二人預測這種小機器人可以藉助無線通訊，實現環境監測、教學、娛樂等用途。

Sitti 教授還解釋，「水黽機器人——稱之為表面張力機器人昆蟲動力學探測器（STRIDEs），僅能在 3 到 4 毫米深的水面行走。同時，由於它的腿相較於基於浮力的機器人阻力更小，因而在能量效率和敏捷性上也大大優於那些浮力型機器人。」目前，該機器人並不能在起伏較大的水面上行走，Sitti 教授希望通過改進它的載重能力和防水性，使其能夠抵禦波浪和風暴，從而進一步拓展應用場景。

磁性微型機器人（magnetic millirobot）是Metin Sitti 教授在馬克斯普朗克智能系統研究所的代表研究成果之一，這一研究始於 2014 年。

該微型機器人被存儲在膠囊內，人類在服用膠囊後，機器人就會進入人體進行「藥物遞送」（drug delivery）。那麼，沒有手腳的機器人如何將藥物精準遞送到指定的器官呢？答案就是開篇提到的「磁力+可控機器人」組合技術。系統使用外部磁場對機器人內部的磁粒施加作用力，使其發生形變，實現跳躍障礙等「特技」，在人體中移動直至到達指定區域。

Sitti 教授曾在公開場合表示，微型機器人在未來可以攜帶藥物，並將藥物「遞送」至人體最需要的位置；將來還能使用機器人在人體內進行微創性手術，通過吞咽或在皮膚傷口處植入的方式，就能讓機器人穿過人體消化系統、尿道、腹腔或者心臟表面。

儘管目前磁性微型機器人僅在人造胃模型和雞腸道組織中進行過測試，但研究人員相信它是改變未來醫療手術的潛力股。關於這一研究，可查看 Sitti 教授團隊在《advanced science》上發表的封面論文和所著書籍《Mobile Microrobotics》。

除了磁性微型機器人外，富有商業頭腦的 Sitti 教授也在利用仿生學做更多的落地嘗試。

在卡內基梅隆大學任教 7 年後，也就是 2009 年，Sitti 教授創立了 nanoGriptech 公司（http://www.nanogriptech.com），官網上展示了已轉化為落地產品及應用。

壁虎仿生乾燥粘合劑，其強大功能來自其先進的納米級幾何設計，設計靈感來源於壁虎腳部的剛毛（微觀毛髮），該構造像壁虎的腳一樣由數以百萬計的微觀結構組成，它們形成分子水平的結合（即具有配對錶面的范德瓦爾斯力（van der Waals forces）。

Setex 乾式粘合劑也是世界上第一個乾式粘合劑技術商業應用，具有乾燥，可重複和無殘留的特性，可實現類似壓敏膠粘劑的方法，持部件固定，懸掛，安裝等應用，特別「擅長」光滑的表面。激進產品設計師和製造工程師們在打造未來產品時往往因材料的不可重複，粘性和殘留物替代傾向性的限制而受挫，而 Setex 乾式粘合劑解決方案的面世就完美解決了他們的痛點。

Sitti 教授團隊解決了當前技術和解決方案（即獨特粘合劑無法夾持和緊固的難題），下面是具體應用需求場景。

新材料應用涵蓋了從製造業、醫學領域（為改善尖端新材料的摩擦和抓地力提供方案）、安防領域、運動裝備（改善運動裝備對人體的適應）、內飾（該材料可以使汽車、船以及火車更輕便）廣泛領域。

• Setex 干膠粘劑，可重複，無殘留，無粘性。該干膠粘劑支持部件固定，懸掛，安裝和其他應用，特別「擅長」應對光滑的表面。

• Setex 夾緊材料，該產品擁有更高摩擦性能，適用於各種裝置表面，特別適用於製成假肢這類與皮膚親密接觸的製品。

• 升級版「魔鬼粘」，適用於各種形狀，型面不高，重量低，此緊固件表面無殘留，可重複使用，非常適用於室內裝飾、內飾、嬰兒裝，潔凈室等。

仿生機器人之路

Sitti 教授的仿生機器人研究之路，是一段豐富而精彩的歷程。

1994 年，身為土耳其人的 Sitti 教授於伊斯坦布爾的 Bo?azi?i 大學（Bo?azi?i üniversitesi）畢業，後加入了 TUBITAK Marmara Research Center 公司的 CAD/CAM Robotics Group，正式開始了機器人研究生涯。Sitti 教授研究方向則是機器人視覺方向和智能機器人，並藉此研究參與了與質量控制相關的兩個工業項目。

兩年後，他前往日本東京大學攻讀電子工程學 PhD。期間，Sitti 教授除了習得一口流利的日語外，還堅定了自己的研究方向——仿生機器人領域。

同一年，Sitti 教授前往了加州大學伯克利分校 - 計算機科學系部擔任 Research Scientist 一職，2002 年擔任分校講師，為約 45 名研究生教授微型/納米機器人知識。

就是這段期間，壁虎給了 Sitti 教授靈感，促使其開始研究製作仿生微纖維粘合劑，以及從昆蟲獲得啟發開始研究微機械飛行昆蟲機器人。

2002 至今，Sitti 教授身兼三職：卡內基梅隆大學的機械工程學副教授，自家 nanoGriptech 公司創始人，以及馬克斯普朗克智能系統研究所的物理智能部門主管。

雷鋒網 AI 科技評論了解到，也就是在 2002 年起，即擔任卡內基梅隆大學副教授至今的這段期間，Sitti 教授斬獲了多項榮譽及獎項：

? 2005 年獲得美國國家科學基金會職業獎

? 2011 年，Sitti 教授於年獲得 SPIE Nanoengineering Pioneer 獎

? 2006 - 2008 年當選為 IEEE 機器人與自動化學會特聘講師

? 作為 IEEE Fellow 的 Sitti 教授於 2013 年被邀請參加世界科學節，並作為關於細胞外科醫生的主講人

• 任「微生物機器人學報」主編。

在學術造詣上，Sitti 教授也是碩果累累，據雷鋒網了解，Sitti 教授發表的文章被引用次數達 16,000 多篇，包括 180 多篇（同行評議）期刊文章和 145 篇會議論文。除此之外，他還受邀在大學，會議和行業中發表了 150 余場演講。

研究上頗有建樹，經過 Sitti 教授指導的學生也可謂桃李滿天下，The Physical Intelligence Department 研究所的研究小組就由 17 名博士後和 16 名博士生組成，其中不乏頂級名校成員。這些成員在離開小組後，也有不少成為高校教授，包括康奈爾大學、南洋理工大學、代爾夫特理工大學、麥克馬斯特大學等。與此同時，教授的弟子同樣也遍布科技界，如 Google 和 3M 等行業的不少骨幹高級研究人員。

在 卡內基梅隆大學，Sitti 教授輔導了 14 位博士後、38 位博士、45 位碩士 和 58 位本科生。教授指導過的研究人員繼續留在學術界和業界，包括在 UIUC、多倫多大學、俄勒岡州立大學、弗吉尼亞理工大學、WPI、Bilkent 大學、德克薩斯理工大學、麻省理工學院、哈佛大學、Google、BostonDynamics、Apple、Intel 和 自家 nanoGriptech 公司中發光發熱。

育大牛無數的 Sitti 教授，研究經費也是拿到手軟：NSF，NIH，NASA，DARPA，ONR，通用汽車和波音公司合計為他的研究提供著超過 1300 萬美元資金經費支持。

如果你想在一睹 Sitti 教授的風采，歡迎來到 6 月 29 日至 7 月 1 日的 CCF-GAIR 2018， Sitti 教授將在會上做主題演講。

CCF-GAIR 2018：https://www.leiphone.com/news/201804/R3BSliibGRzPheuY.html

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