蘇黎世聯邦理工學院教授Brad Nelson：操縱微米納米級物體的機器人

由中國計算機學會（CCF）主辦、雷鋒網與香港中文大學（深圳）全程承辦的 AI 盛會 --「全球人工智慧與機器人峰會」（CCF-GAIR），將於 7.7-7.9 日在深圳召開。

延續上一次大會的頂級嘉賓陣容，本次 CCF-GAIR 2017 將會迎來更多人工智慧和機器人行業重磅專家。在未來的一段日子裡，雷鋒網將陸續放出嘉賓介紹。今天要介紹的是蘇黎世聯邦理工學院機器人與智能系統學院，多尺度機器人研究所所長Brad Nelson教授。

蘇黎世聯邦理工學院（ETH Zurich）坐落於瑞士蘇黎世，是享譽全球的世界頂尖研究型大學，連續多年位居歐洲大陸高校翹首，享有「歐陸第一名校」的美譽，在全世界範圍與英語教學下的美國麻省理工學院享有同樣崇高的聲譽。自2002年以來，Brad Nelson就在這裡擔任機器人和智能系統教授，現在他也是多尺度機器人研究所所長。

Nelson教授研究的方向主要是細微對象的控制、微米級機器人的製造和應用、納米級物體操控方案與製造、仿生機器人研究與開發、微電場微磁場等，多數都是應用於微小尺寸的機器人的技術；大型的醫療設備/醫療機器人當然也有，「多尺度機器人」嘛。

剛才提到了微小尺寸的機器人，這個「微小尺寸」有多小呢，看看下面動圖裡這個棒狀的機器人吧，通過外界磁場控制，它可以高速自轉產生一個渦流吸住懸浮在液體中的目標物體，然後把它運送到目的地。圖中這個被運走的小塊晶體，長度只有300微米，也就是0.03厘米長。更小的100微米左右的晶體搬運起來當然要更加輕鬆。這種機器人小到可以放到血管里，給人類清除血管里的障礙物。

再看看下面這兩副圖，Nelson博士在仿生學飛行研究中，為了測量果蠅翅膀的動力和肌肉協調性，做了一個精密的MEMS力測量儀，然後把果蠅粘在測量臂上面。這個MEMS力測量儀中起到運動和電信號轉換作用的彈性懸臂厚度只有5微米。

（雷鋒網註：MEMS，Micro Electro Mechanical Systems，是21世紀前沿技術，它可以將機械構件、光學系統、驅動部件、電控系統集成為一個整體單元的微型系統。用到的製造方法和製造CPU類似，都是在硅基板上用光雕刻+腐蝕做出細微的結構，只是這些結構不是用來計算的，而是能夠進行運動和能量轉換的。iPhone中的加速度計和陀螺儀就是用這樣的方法製造的，看起來像晶元一樣，但是能感知和轉換運動）

Nelson教授現在正在研究的課題之一是如何對單個分子操控和進行測量。這個課題的全名為MANAQA（Magnetic Nano Actuators for Quantitative Analysis，用於定量分析的磁性納米驅動器），是一個跨國、跨領域的合作項目，涉及到納米科技、生物化學、納米機器人等多個學術領域，有5個歐洲國家、6個學院或工業機構參與。

要捕獲、操控、測量單個分子可不是個簡單的活。單個分子有多大呢，納米尺度，大型蛋白質分子也就只有幾十到幾百納米而已。為了能夠抓取單個分子，要把原子力顯微鏡、5自由度磁致操控系統和功能化納米線圈組合在一起。下圖裡就是用到的納米線圈，它和原子力顯微鏡的懸臂相配合就可以捕獲一個分子；然後藉助納米線圈極小的步距和高精度的5自由度控制系統，就可以為分子分析提供很高的解析力，並且可以對這個分子進行穩固的力控制。這個分子的力反饋和電動性質也可以這樣得到測量。

用於捕獲、操控、測量單個分子的納米線圈

Nelson教授以往的履歷也一看就是大學霸，1984年獲得伊利諾伊大學香檳分校機械工程學士學位，1987年獲得明尼蘇達大學雙城分校機械工程碩士學位，1995年獲得卡內基梅隆大學機器人技術領域博士學位，並在同一年就獲得芝加哥伊利諾大學助理教授職位並前往認知。1998年到2002年間他在明尼蘇達大學任教，期間獲得明尼蘇達大學卓越教授稱號。之後他來到了蘇黎世聯邦理工學院，至今都在進行高水平的機器人和微結構研發。

Nelson教授研究的機器人也在微生物學和生物醫學領域發揮著作用，比如生物細胞和組織的機械操作，以及納米製造；視覺伺服與控制、感測器集成、基於Web的機器人控制和編程等方面也留有他的成果。Elson教授還順便協助建立了兩個高科技公司，一家是做MEMS器件測量，另一家是做整套的大型心血管手術機器人。

Elson教授得到的榮譽當然也不少啦，麥克白傑出教授授地獎（the McKnight Land Grant Professorship），美國海軍研究部青年研究員獎，美國國家科學基金會青年教師職業發展獎（the National Science Foundation Faculty Early Career Development ），麥克白總統研究員獎（the McKnight Presidential Fellows Award）。 2003年，他被授予機器人與自動化協會傑出講師，並在IEEE 2004國際機器人與自動化大會上獲得「最佳會議論文獎」。Elson教授還擔任IEEE機器人學報、微機電學期刊和IEEE機器人與自動化雜誌的編委，並舉辦過幾次國際研討會和會議。

你想不想親眼看Elson教授介紹他的研究呢？在今年 7 月 7 日至 7 月 9 日，由中國計算機學會（CCF）主辦、雷鋒網全程承辦的 AI 盛會——「全球人工智慧與機器人峰會」（CCF-GAIR）有幸邀請到Brad Nelson教授蒞臨我們的大會現場，分享他在研究領域的心得體會和最新研究成果。

CCF-GAIR 為國內外學術、業界專家提供一個廣闊交流的平台，既在宏觀上把握全球人工智慧趨勢脈搏，也深入探討人工智慧在每一個垂直領域的應用實踐細節。延續上一次大會的頂級嘉賓陣容，本次 CCF-GAIR 2017 將會迎來更多人工智慧和機器人行業重磅專家。在未來的一段日子裡，雷鋒網將陸續放出嘉賓介紹，敬請期待。

去年8月，雷鋒網在深圳舉辦了首屆 CCF-GAIR ——全球人工智慧與機器人峰會，我們請來了 10 幾位國際人工智慧學會的 Fellow 以及在各個學術領域有突出貢獻的學者，其中 8 位是中美工程院院士；除此之外，BAT 等一線公司以及今日頭條、搜狗、滴滴等 AI 新貴的高管也悉數在列。

（CCF-GAIR 2016部分嘉賓）

把人工智慧領域所有的峰會挨個兒數一遍，除了 AAAI、ICML 等等歷史悠久的（純）人工智慧學術會議之外，跨學術界和產業界的峰會， CCF-GAIR 2016 的嘉賓規格都堪稱最高。我們還是可以毫不臉紅地說一句，CCF-GAIR 2016 可能是世界上最好的人工智慧與機器人峰會。

今年，如果新廣告法不反對的話，我們想把這個「可能」去掉。

相比 CCF-GAIR 2016 ，即將於7月7、8、9號在深圳福田召開的CCF-GAIR 2017 又有了六大升級！

升級1規模由1200人升級到2500人，學者、青年科學家、AI創新者和投資人齊聚一堂

升級2展區由200㎡擴大到2000㎡，最多最全的前沿科技公司項目展示

升級3日程由兩天變成三天，主論壇由半天延長為兩天，更多學術巨擘和產業大佬在等你

升級4分論壇由三個增加到七個，覆蓋更多AI應用領域

升級5更多國際化嘉賓，更多學術領袖到場，世界最前沿的科研進展一網打盡

升級6主辦方將聯合幾家權威機構共同發布兩項重磅榜單

參加這個會的回報是相當可觀的：

國際上最好的學者作最前沿的AI技術分享，獲取最前沿的信息

最hot的AI公司帶來的實際項目經驗分享

在展會上體驗最多最全的AI項目

晚宴和路演等活動，和AI領域的最強大腦們面對面交流

招聘，挖人（你以為青年科學家會把簡歷投到你郵箱里來嗎？）

也許還可以找到投資機會或者創業搭檔 ......

不管你是抱著哪一種期望，CCF-GAIR 2017都能讓你值回票價。點擊大會官網，折扣票已經開搶。席位有限，欲購從速。