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  • 1 # 科技boy

    興趣是第一位的。

    其次,【機器人學是一門高度交叉的工程學科】為什麼要說這個?是因為這裡面有兩個重要的詞:交叉、工程。

      A:【交叉】意味著機器人學涉及的知識範圍非常廣泛,上至院士,下至愛好者,沒有能一個人搞定所有事的。中國學術界,一般來說傾向於把涉及的技術分為三大類:感知、認知、動作,近年來又補充了協同,這裡簡單介紹:

    1.感知技術核心的是感測基礎,其中包括了:感測器(各類感測器,基於什麼原理的都有)、訊號處理(核心使用的技術是各類濾波、多感測器融合等)、模式識別(視覺、語音、運動捕捉等)等等。

    2.認知是理解環境的部分,現在主流的核心手段是(基於認知科學的)機器學習技術。人機互動的理解部分一般也放在這裡。

    3.動作是從事的人最多的部分,傳統工業機器人幾乎所有問題都在這裡面。動作首先包括了機械、電子(拖動)這些看得見的部分,然後還包括了於控制理論為核心的運動控制,規劃理論為核心的運動規劃,

    4.協同是後來被補充進體系的(暫定,未普遍接受),主要包括了網路化和多機器人。網路化大部分問題是工程性質的。多機器人則主要研究如果每個機器人單獨決策時,如何全域性最優等問題。

      B:【工程】機器人是工程學科,意味著你不能理科思維去學習他。你無法透過【學習基礎理論=》推演出各種問題答案】這條路走下去,因為所有的研究都是基於【你的系統使用了什麼裝置】為基礎的。所以搞這行的基礎之一就是,你要知道你有什麼可以使用的。

    對於一般的團隊,通常機電部分和軟體演算法部分至少是不同人的(普通嵌入式軟體歸機電部分,但複雜閉環之類的可能歸演算法)。對於一個具體的人來說,一般我們都會具體的區分這個人是做機器人哪部分的,而各部分之間的基礎技術可能完全不同。

    【問題來了】學機器人到底需要什麼技術呢?看到這裡題主肯定更迷茫了,這麼多怎麼學?實際上說,我們肯定不需要都學,這裡給出一些典型的場景和搭配,名字都一般的俗稱,給題主一些參考:

    【搞系統的】通常指那些構建機器人系統的領軍型人物,這類人是典型的工程師,知識結構以瞭解所有相關學科進展為基礎。很多情況下,這類人才都是做各種填補空白的專案,擅長領域相關的分析。知識結構大多以機電出身,少有機器學習和軟體出身。

    【搞機的】機械、傳動、電機(選型等)、液壓、底盤等等技術為基礎,是機器人系統的基礎,也是國內幾人領域的主力軍。通常在紮實的設計能力上,要求有限元等分析手段。是很強調經驗的型別。

    【搞電的】嵌入式(包括其中的軟體)、感測器、驅動、閉環控制(PID等)、濾波、通訊協議等等技術是必須的,尤其要求見過的東西多。

    【搞軟的】很不幸,這個比傳統的軟體概念大很多,除了通訊、UI之外,決策等演算法問題通通都要這些人來解決。甚至基本的機器視覺、多機協作都要掌握。

    *上面是工程型,下面是擴充的細分研究*

    【搞導航】注意,很多時候說導航,解決的不是怎麼從A到B的問題,而是定位問題:我在哪?核心技術大多數都是以貝葉斯濾波為基礎的(比如卡爾曼等)。如果細分,則搞SLAM的和搞GPS+慣性+航跡的會分為兩類。這些方向基本上獨立構成問題,專精即可。

    【搞規劃】這個才是很多人以為的導航,簡單版是路徑規劃,複雜的可能包括人的步態規劃。這個方向往往沒法完全獨立,大部分研究的人還同時在各種平臺上面做最佳化,需要有工程分析能力。

    【搞控制】這個就不是簡單的控制了,而是那些“領先科技20年”的高階控制問題,非線性什麼的是至少的,需要強大的數學基礎。通常是搞理論或是專注於某個具體複雜應用領域的人。

    【搞識別】模式識別與機器人是千絲萬縷的聯絡,很多搞識別的也都搞機器人。但基礎知識和機器人學已經沒什麼關係了。

    【搞動力學】機械的特殊進化方向,主要是由於其複雜性和在實際應用中大量使用的估算方法,所以變得只有高階應用和科研才會實際使用。

    【搞智慧】尤其以科大為代表,同樣機器人最後不是唯一物件了。

    還有很多很多,人數相對少些,就不多說了。注意後面的都是研究分化。還可以按特定領域分,這裡就不列了。

      如果你打算搞機器人,那麼最好首先在基礎裡面選一個,著重自己的,同時瞭解其他幾個就好,如果有興趣。可以細化方向。搞機器人沒有嚴格上必須會的(或許英語是例外)。

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