GAIR 2017 | 苏黎世联邦理工学院教授 Brad Nelson：操纵微米纳米级物体的机器人

由中国计算机学会（CCF）主办、雷锋网与香港中文大学（深圳）全程承办的 AI 盛会 --「全球人工智能与机器人峰会」（CCF-GAIR），将于 7.7-7.9 日在深圳召开。

CCF-GAIR 为国内外学术、业界专家提供一个广阔交流的平台，既在宏观上把握全球人工智能趋势脉搏，也深入探讨人工智能在每一个垂直领域的应用实践细节。

延续上一次大会的顶级嘉宾阵容，本次 CCF-GAIR 2017 将会迎来更多人工智能和机器人行业重磅专家。在未来的一段日子里，雷锋网将陆续放出嘉宾介绍。今天要介绍的是苏黎世联邦理工学院机器人与智能系统学院，多尺度机器人研究所所长 Brad Nelson 教授。

潇洒帅气的 Brad Nelson 教授

苏黎世联邦理工学院（ETH Zurich）坐落于瑞士苏黎世，是享誉全球的世界顶尖研究型大学，连续多年位居欧洲大陆高校翘首，享有 “欧陆第一名校” 的美誉，在全世界范围与英语教学下的美国麻省理工学院享有同样崇高的声誉。自 2002 年以来，Brad Nelson 就在这里担任机器人和智能系统教授，现在他也是多尺度机器人研究所所长。

Nelson 教授研究的方向主要是细微对象的控制、微米级机器人的制造和应用、纳米级物体操控方案与制造、仿生机器人研究与开发、微电场微磁场等，多数都是应用于微小尺寸的机器人的技术；大型的医疗设备 / 医疗机器人当然也有，“多尺度机器人” 嘛。

刚才提到了微小尺寸的机器人，这个 “微小尺寸” 有多小呢，看看下面动图里这个棒状的机器人吧，通过外界磁场控制，它可以高速自转产生一个涡流吸住悬浮在液体中的目标物体，然后把它运送到目的地。图中这个被运走的小块晶体，长度只有 300 微米，也就是 0.03 厘米长。更小的 100 微米左右的晶体搬运起来当然要更加轻松。这种机器人小到可以放到血管里，给人类清除血管里的障碍物。

运送晶体的棒状机器人

再看看下面这两副图，Nelson 博士在仿生学飞行研究中，为了测量果蝇翅膀的动力和肌肉协调性，做了一个精密的 MEMS 力测量仪，然后把果蝇粘在测量臂上面。这个 MEMS 力测量仪中起到运动和电信号转换作用的弹性悬臂厚度只有 5 微米。

研究果蝇飞行时用到的 MEMS 力测量仪

（雷锋网注：MEMS，Micro Electro Mechanical Systems，是 21 世纪前沿技术，它可以将机械构件、光学系统、驱动部件、电控系统集成为一个整体单元的微型系统。用到的制造方法和制造 CPU 类似，都是在硅基板上用光雕刻 + 腐蚀做出细微的结构，只是这些结构不是用来计算的，而是能够进行运动和能量转换的。iPhone 中的加速度计和陀螺仪就是用这样的方法制造的，看起来像芯片一样，但是能感知和转换运动）

Nelson 教授现在正在研究的课题之一是如何对单个分子操控和进行测量。这个课题的全名为 MANAQA（Magnetic Nano Actuators for Quantitative Analysis，用于定量分析的磁性纳米驱动器），是一个跨国、跨领域的合作项目，涉及到纳米科技、生物化学、纳米机器人等多个学术领域，有 5 个欧洲国家、6 个学院或工业机构参与。

要捕获、操控、测量单个分子可不是个简单的活。单个分子有多大呢，纳米尺度，大型蛋白质分子也就只有几十到几百纳米而已。为了能够抓取单个分子，要把原子力显微镜、5 自由度磁致操控系统和功能化纳米线圈组合在一起。下图里就是用到的纳米线圈，它和原子力显微镜的悬臂相配合就可以捕获一个分子；然后借助纳米线圈极小的步距和高精度的 5 自由度控制系统，就可以为分子分析提供很高的解析力，并且可以对这个分子进行稳固的力控制。这个分子的力反馈和电动性质也可以这样得到测量。

用于捕获、操控、测量单个分子的纳米线圈

Nelson 教授以往的履历也一看就是大学霸，1984 年获得伊利诺伊大学香槟分校机械工程学士学位，1987 年获得明尼苏达大学双城分校机械工程硕士学位，1995 年获得卡内基梅隆大学机器人技术领域博士学位，并在同一年就获得芝加哥伊利诺大学助理教授职位并前往认知。1998 年到 2002 年间他在明尼苏达大学任教，期间获得明尼苏达大学卓越教授称号。之后他来到了苏黎世联邦理工学院，至今都在进行高水平的机器人和微结构研发。

Nelson 教授研究的机器人也在微生物学和生物医学领域发挥着作用，比如生物细胞和组织的机械操作，以及纳米制造；视觉伺服与控制、传感器集成、基于 Web 的机器人控制和编程等方面也留有他的成果。Elson 教授还顺便协助建立了两个高科技公司，一家是做 MEMS 器件测量，另一家是做整套的大型心血管手术机器人。

MEMS 器件测量（可以在硅片上直接进行测量）

Elson 教授得到的荣誉当然也不少啦，麦克白杰出教授授地奖（the McKnight Land Grant Professorship），美国海军研究部青年研究员奖，美国国家科学基金会青年教师职业发展奖（the National Science Foundation Faculty Early Career Development ），麦克白总统研究员奖（the McKnight Presidential Fellows Award）。 2003 年，他被授予机器人与自动化协会杰出讲师，并在 IEEE 2004 国际机器人与自动化大会上获得 “最佳会议论文奖”。Elson 教授还担任 IEEE 机器人学报、微机电学期刊和 IEEE 机器人与自动化杂志的编委，并举办过几次国际研讨会和会议。

你想不想亲眼看 Elson 教授介绍他的研究呢？在今年 7 月 7 日至 7 月 9 日，由中国计算机学会（CCF）主办、雷锋网 (公众号：雷锋网) 全程承办的 AI 盛会——「全球人工智能与机器人峰会」（CCF-GAIR）有幸邀请到 Brad Nelson 教授莅临我们的大会现场，分享他在研究领域的心得体会和最新研究成果。

CCF-GAIR 为国内外学术、业界专家提供一个广阔交流的平台，既在宏观上把握全球人工智能趋势脉搏，也深入探讨人工智能在每一个垂直领域的应用实践细节。延续上一次大会的顶级嘉宾阵容，本次 CCF-GAIR 2017 将会迎来更多人工智能和机器人行业重磅专家。在未来的一段日子里，雷锋网将陆续放出嘉宾介绍，敬请期待。

CCF-GAIR 2017 早鸟票火热预售

去年 8 月，雷锋网在深圳举办了首届 CCF-GAIR ——全球人工智能与机器人峰会，我们请来了 10 几位国际人工智能学会的 Fellow 以及在各个学术领域有突出贡献的学者，其中 8 位是中美工程院院士；除此之外，BAT 等一线公司以及今日头条、搜狗、滴滴等 AI 新贵的高管也悉数在列。  

（CCF-GAIR 2016 部分嘉宾）

把人工智能领域所有的峰会挨个儿数一遍，除了 AAAI、ICML 等等历史悠久的（纯）人工智能学术会议之外，跨学术界和产业界的峰会， CCF-GAIR 2016 的嘉宾规格都堪称最高。我们还是可以毫不脸红地说一句，CCF-GAIR 2016 可能是世界上最好的人工智能与机器人峰会。

今年，如果新广告法不反对的话，我们想把这个 “可能” 去掉。

相比 CCF-GAIR 2016 ，即将于 7 月 7、8、9 号在深圳福田召开的 CCF-GAIR 2017 又有了六大升级！

 六大升级

升级 1 规模由 1200 人升级到 2500 人，学者、青年科学家、AI 创新者和投资人齐聚一堂    

升级 2  展区由 200㎡扩大到 2000㎡，最多最全的前沿科技公司项目展示    

升级 3  日程由两天变成三天，主论坛由半天延长为两天，更多学术巨擘和产业大佬在等你    

升级 4  分论坛由三个增加到七个，覆盖更多 AI 应用领域    

升级 5  更多国际化嘉宾，更多学术领袖到场，世界最前沿的科研进展一网打尽    

升级 6  主办方将联合几家权威机构共同发布两项重磅榜单   

参加这个会的回报是相当可观的：    

  国际上最好的学者作最前沿的 AI 技术分享，获取最前沿的信息

  最 hot 的 AI 公司带来的实际项目经验分享

 在展会上体验最多最全的 AI 项目

  晚宴和路演等活动，和 AI 领域的最强大脑们面对面交流

  招聘，挖人（你以为青年科学家会把简历投到你邮箱里来吗？）

 也许还可以找到投资机会或者创业搭档 ......    

不管你是抱着哪一种期望，CCF-GAIR 2017 都能让你值回票价。扫描下发二维码，折扣票已经开抢。席位有限，欲购从速。