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老師好②|上海交大曹其新:學(xué)一學(xué)期,能讓機(jī)器人跳舞、泡茶
【編者按】
“老師好”這句學(xué)生每天都說、老師每天都聽的話,承載著平凡而又深厚的師生情。
在第33個教師節(jié)到來之際,澎湃新聞推出“老師好”專題,講述五位大學(xué)教師的故事,他們是各自領(lǐng)域中的佼佼者,是言傳身教的好老師,也是人民教師中的普通一員。
新學(xué)期伊始,他們將向?qū)W生展示一個更多元、更廣闊的世界。
沒有專業(yè)基礎(chǔ)的本科生,認(rèn)真學(xué)習(xí)一學(xué)期,就能讓機(jī)器人跳舞、爬樓梯,甚至泡茶。
在上海交通大學(xué),教授曹其新開設(shè)的通識教育課程《腦與機(jī)器人》廣受學(xué)生歡迎。他告訴澎湃新聞(www.school126.cn)記者,機(jī)器人技術(shù)近幾年發(fā)展很快,他都來不及給這門課編寫正式教材,只能不斷更新講課用的PPT,而為了及時更新授課內(nèi)容,他總要在第一時間去購買新產(chǎn)品,“各種新設(shè)備都要經(jīng)常自己買來試試,并融入到教學(xué)和研究過程中?!?/p>
曹其新說,學(xué)生們只要認(rèn)真學(xué)習(xí),到課程最后就能實現(xiàn)獨立操作機(jī)器人,會有很大的成就感。也有不少學(xué)生因為選修了這門課,而喜歡上了機(jī)器人研究,并往這個方向繼續(xù)努力。
他還希望在他的課上,各專業(yè)的學(xué)生能集思廣益,不受束縛地從各個角度探討有關(guān)機(jī)器人的法律、倫理、道德等諸多問題,碰撞火花。

面向全校本科生開設(shè)機(jī)器人選修課
作為通識教育課程,曹其新的《腦與機(jī)器人》對選修的學(xué)生沒有專業(yè)限制,這從一開始便吸引了很多來自不同專業(yè)的學(xué)生,甚至不乏文科生。
面對沒有專業(yè)基礎(chǔ)的本科生,如何能將相對枯燥的理論知識講得有趣,并真正激發(fā)學(xué)生們的興趣?曹其新的做法是,從機(jī)器人可以提供的某項服務(wù)開始。比如,他會問學(xué)生,知道如何實現(xiàn)讓機(jī)器人給你泡一杯茶嗎?
這件看似簡單的事情,涉及走路、彎腰、端杯子、泡茶等很多動作設(shè)計。從這個問題開始,曹其新會告訴學(xué)生們,由機(jī)器人代替人來泡茶,就是將人的部分功能用計算機(jī)技術(shù)來取代,其中涉及很多專業(yè)技術(shù)知識,包括腦科學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、人工智能、機(jī)器人技術(shù)等。

除了上課,曹其新希望學(xué)生們能夠親自接觸并操作機(jī)器人,而不僅僅是像聽講座那樣。但是,學(xué)校通識課程是沒有專門實驗室的,他便借用自己所在的機(jī)器人研究所的資源,將幾臺機(jī)器人提供給選修課的學(xué)生做實驗。
為了獲得較好的授課效果,曹其新將這門選修課的學(xué)生人數(shù)嚴(yán)格控制在30名以內(nèi)。根據(jù)課程設(shè)置,《腦與機(jī)器人》這門課共有15次課,每次2個學(xué)時。其中,1次參觀實驗室,3次做機(jī)器人實驗,其它均為課堂授課。
“雖然學(xué)習(xí)時間有點短,在編程操作過程中也會遇到一些困難,但只要認(rèn)真學(xué)習(xí),到課程最后,學(xué)生是可以實現(xiàn)獨立操作機(jī)器人的,會有很大的成就感?!辈芷湫抡f,課程結(jié)束后,學(xué)生們便可以通過編程,實現(xiàn)對機(jī)器人的實際操控,比如讓機(jī)器人走路、爬樓梯、跳舞、甚至泡茶等。在后續(xù)的學(xué)習(xí)中,也有不少學(xué)生因為選修了這門課,而喜歡上了機(jī)器人研究,并往這個方向繼續(xù)努力。
“我希望這些來自不同專業(yè)的學(xué)生,集中起來學(xué)習(xí)這門課程,可以集思廣益,碰撞出很多火花,給我們提供更多解決問題的思路?!辈芷湫绿寡?,這其實也是他開設(shè)這門課程的初衷之一。除了技術(shù)本身,機(jī)器人發(fā)展到一定階段,還會面臨法律、倫理、道德等多個層面的問題,而來自不同專業(yè)的學(xué)生們在思考這些問題時,可以不受束縛地從各自的角度,來發(fā)表見解。
第一時間購買各類電子設(shè)備
9月6日,在位于上海交通大學(xué)機(jī)械和動力工程學(xué)院的智能機(jī)器人研究室內(nèi),一名研究生正在通過編寫好的電腦程序來操控一臺高約60厘米的人型實驗機(jī)器人。
“程序編好后,通過Wi-Fi連接,就可以對機(jī)器人發(fā)出指令?!痹诓芷湫碌闹笇?dǎo)下,這名研究生先后對機(jī)器人發(fā)出搖頭、站起、唱歌、跳舞等指令,機(jī)器人均能順利完成。但當(dāng)他通過語音告訴機(jī)器人“講故事”時,機(jī)器人卻沒聽懂,未按指令執(zhí)行。

“這臺機(jī)器人是實驗機(jī)器人,是我們在2010年前后買的10臺法國NAO機(jī)器人之一,技術(shù)也有點老了,主要是用來給學(xué)生做實驗?!辈芷湫抡f,在學(xué)習(xí)機(jī)器人技術(shù)時,也經(jīng)常會有學(xué)生遇到類似的一些問題,主要是編程有難度,就需要不斷研究改進(jìn)。這兩年,已經(jīng)有不少技術(shù)更新更先進(jìn)的機(jī)器人誕生。
曹其新說,近幾年,中國的人工智能、機(jī)器人技術(shù)和產(chǎn)業(yè)都得到了快速發(fā)展。也正因為發(fā)展太快,他都來不及給這門課程編寫正式教材,只能通過不斷更新PPT內(nèi)容來授課。授課過程中,他需要將最新的技術(shù)和發(fā)展成果,不斷融入進(jìn)去,比如大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網(wǎng)+、3D打印、AR等。
為了在最快的時間內(nèi)了解新技術(shù),及時更新授課內(nèi)容,他總要在第一時間去購買各類新產(chǎn)品,特別是電子設(shè)備。比如,他手腕上戴著的是智能手表,可隨時自動檢測血糖、血壓,再將智能手表與服務(wù)機(jī)器人相連接,服務(wù)機(jī)器人就會經(jīng)常提醒自己。
“各種新設(shè)備都要經(jīng)常自己買來試試,并融入到教學(xué)和研究過程中?!辈芷湫抡f,以前他最不喜歡這種新產(chǎn)品,但現(xiàn)在只要有新功能、新技術(shù),都會去買最新的來試試。因為在他看來,無論是研究還是教學(xué),都需要自己親自試用各種新產(chǎn)品,才能獲得更多新的思路,也才能做得更好。
在教學(xué)過程中,曹其新的研究思路也得到不斷開拓,并從工業(yè)基層轉(zhuǎn)向服務(wù)基層,又轉(zhuǎn)向醫(yī)療基層,相繼開發(fā)出更多類型的機(jī)器人。他曾先后開發(fā)了月球漫游車、中型足球機(jī)器人(交龍)、管道檢測機(jī)器人、助行機(jī)器人和迎賓機(jī)器人等全自主移動機(jī)器人,并率領(lǐng)學(xué)生在日本大阪舉行的1998NHK國際機(jī)器人大賽中獲得市長獎,連續(xù)三年在中國機(jī)器人大賽上獲得了Robocup足球機(jī)器人中型組2對2的項目冠軍。同時,還連續(xù)三年作為國內(nèi)唯一被選中參賽隊參加了世界杯Robocup機(jī)器人大賽。





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