《科學》新設機器人子刊，華人科學家楊廣中任編輯

來源 澎湃新聞

自1880年創刊後，經過一百多年的發展，《科學》（Science）雜誌已經成為全世界最權威的學術期刊之一。期間，《科學》期刊家族也在不斷壯大，除了最初的《科學》外，還陸續設立了《科學·免疫學》（Science Immunology）、《科學·轉化醫學》（Science Translational Medicine）、《科學·信號》（Science Signaling）等相關領域的權威子期刊。

現在，《科學》又率先佔領了一個最前沿領域——機器人。當地時間12月6日，《科學》雜誌在其官網宣布，《科學·機器人學》（Science Robotics）子刊正式創刊發文，關注最前沿、最具有創新的機器人科技發展領域，包括圍繞著機器人的社會屬性、倫理觀念，以及政策規範等等。

在首期的《科學·機器人學》社論中強調，《科學·機器人學》是應需而生。無論是全自控、或人—機協作模式，智能機器人將無處不在，伴隨著我們一起生活、工作和成長。機器人已經從探索太空、到探險大洋深海、再到外科手術室或無人自動駕駛等眾多領域，時時刻刻地影響著我們的每一天。

《科學·機器人學》的編輯們認為，成立新的機器人子刊可以滿足各種不同學術背景和科研需求，其內容將涵括經典機器人領域、新興科技前沿領域，如新型材料和仿生學設計等；從大型機器人到微型、納米級的機器人不同視角，來探討理論與實踐應用，鼓勵包括互聯網等多種形式的信息交流和共享。

今年1月份，《科學》雜誌官網上就刊登了籌備《科學·機器人學》子刊的編輯手記。當時編輯手記的2位撰寫人，一位是美國國家科學院院長（NAS）、《科學》期刊歷史上第一位女性主編 Marcia McNutt。現在，Marcia McNutt 為《科學·機器人學》的諮詢委員會成員。另一位是倫敦帝國理工學院哈姆林研究中心（Hamlyn Centre）的聯合創始人和主任、全球衛生創新研究所副主席楊廣中，現為雜誌編輯。

Marcia McNutt

1982年，楊廣中考取上海交通大學自動系，4年後考取上海交通大學圖像處理與模式識別研究所碩士研究生，並於1987年被選派到帝國理工學院留學獲博士學位。楊廣中的研究領域為醫學影像、感測、機器人。他曾被時代雜誌評為「英國科學」最重要的100名科學家之一。

楊廣中

楊廣中除了在帝國理工學院擔任教授外，他還是皇家學會/沃夫森醫學影像計算實驗室的主任和創始人、沃夫森外科技術實驗室的聯合創始人、普適感測中心的主席。

在社論中，《科學·機器人學》希望能夠保持《科學》家族的高質量傳統，還提到了機器人領域未來需要解決的問題。

「無論是已具有卓有成就的科學家和探索者、或充滿了朝氣和創新精神的新一代年輕人，我們歡迎你關注智能機器人領域，加入到Science Robotics的社區中來——與我們一起共同努力，將機器人造福於社會的未來。」《科學·機器人學》社論中說。

以下為《科學·機器人學》首期社論全文：

從分子機器到大型系統，從外太空到深海探索，機器人變得無所不在，它們對人類生活和社會的影響越來越大。《科學·機器人學》覆蓋了機器人設計、理論和應用領域的最重要的研究進展。《科學·機器人學》旨在促進新想法、一般原則和原創研發的溝通交流，其內容橫跨多個領域（比如，醫療、工業、陸地、空中、太空、和服務）不同大小級別（納米和大型）的機器人的重要新應用，包括機器人系統中驅動、感測器、學習、控制、導航的基本原理。除了原創研究文章，本刊還將刊發評論，以及對影響機器人領域的現行政策、倫理和社會議題的意見和建議等等。《科學·機器人學》的目標是推進機器人領域裡不同研究學科的交叉應用。

在《科學·機器人學》的這期首刊中，我們很高興能為你們提供一系列涵蓋了機器人若干領域的文章。例如 Laschi 給出了關於軟性機器人的討論。軟性材料，紡織製造技術給機器人帶來了伸展、擠壓、爬升和變形的能力，也能讓它們生物降解和癒合。儘管軟性機器人是機器人領域裡相對較新的，但通過材料科學、化學、工程、生物和其他學科的平行發展，它在操作、控制和動態上都有所改變。例如，通過可伸展光波導實現光電支配軟體假手。這個例子也在本期的雜誌中有所介紹。他們使用光子應變感測器來捕獲手掌的曲率、伸長率和力量，從而讓光電神經支配假手有了鮮活的感覺。

《科學·機器人學》的雄心之一是深入機器人研究的基礎科學。生物機器人學就代表了這樣的雄心。這讓我們生活的世界和生命科學成為其核心，並能研究不同的生物機器人應用，以及驗證科學假設。我們試圖模仿動物運動，也已經有了許多技術進步，比如，讓機器人在空氣里，在水中和在陸地上運動有了徹底的改變。儘管如此，工程師和科學家仍未能複製動物運動過程中的美妙和流動性。這也表明，生物世界還有很多值得我們學習、設計、編程的，這也會讓未來的機器人系統遠超當前的能力。

這個領域的創新案例是加州伯克利的機械工程師 Duncan Haldane 設計的機器人。它能量化機器人和動物的垂直跳躍度量。它用一種新的動力調製方式來驅動機器，從而創建了一個更靈活的機器人，讓它的垂直跳躍敏感度達到了夜猴的78%。

機器人技術的進步也在促進人類感知、認知和物理能力的提升。用人腦來控制，為殘疾人提供了恢復基本運動功能的可能性。例如，混合 EEG/EOG 腦/神經手外骨骼系統，它完全恢復了四肢癱瘓病人自主生活能力。這篇論文的作者就是《科學·機器人學》科學顧問委員的成員 H. Herr。「未來的技術不但能幫助殘疾人，還能驅動人類超越天生能力水平，讓人類通過延伸的身體擬人和非擬人地完成多樣化的任務。這種增強技術對社會、政治、經濟、體育領域有廣泛的影響，也會影響到人類未來的勞動生產力、長壽和殘疾問題。」 H. Herr 說。

對於機器人和公眾來說，關於自動駕駛有許多擔心，這樣的擔心來自兩方面，一是技術挑戰，可能更重要的還有潛在的社會、倫理、安全和法律的擔憂。這些都需要廣泛的探索。在自主駕駛和全人類控制駕駛之間的過度目前也只是得到少量的探索。在創刊號中，就有一篇論文就這個問題進行了研究。科學家羅素（Russell）正在研究汽車駕駛員轉換成自動駕駛時的影響。他發現，當一個人類駕駛員重新控制汽車時，馬達需要一個較長的周期來適應方向盤的恢復轉向。因此自動駕駛的設計者們在開發自動轉換方法時，需要謹慎考慮這個方向盤的恢復周期。

《科學·機器人學》希望能夠保持《科學》家族的高質量傳統，並涵蓋機器人領域的傳統學科與新興趨勢，如先進材料與仿生設計。這份刊物將會涵蓋所有尺度，從大型系統到微管結構——還有納米機器人。2016年諾貝爾化學獎決定授予三位創造了第一個分子機器的科學家。儘管在如此狹小的空間內設計複雜的結構的努力已取得一定進展，但距離真正實用的納米機器人仍任重而道遠。在生物體內，納米機械是普遍存在的，它們可以實現在宏觀尺度上能被觀察到的很多功能，但人造機械目前還難以實現此類功能。微管機械在生物的競爭對手面前還顯得十分弱小，如果這一現狀在未來出現變化，醫藥等領域的面貌就會發生改變。我們期待越來越多有關納米機器人的論文被刊登在未來的《科學·機器人學》上，這一領域迫切地需要基礎學科與機器人製造開發者相互協同，解決控制、通信和微觀尺度下能量轉換等問題。

我們希望你們能喜歡第一期的《科學·機器人學》，也期望你們能加入到《科學·機器人學》的社區中來——與我們一起共同努力，將機器人造福於社會的未來。