某机构与华盛顿大学公布首届科学中心教师研究资助项目

六位华盛顿大学教授将通过新资助推动人工智能与机器人技术研究。

华盛顿大学与某机构联合科学中心（2022年2月成立，位于华盛顿大学工程学院）宣布了首批教师研究资助获得者，以推进人工智能（AI）和机器人技术发展。

这些项目通过华盛顿大学咨询小组与某机构的联合评审流程选出。每位获得者将获得来自某机构最高10万美元的研究资助，每个为期一年的项目将解决AI或机器人领域的现实前沿挑战。以下是本年获得者及其研究项目背景：

获奖项目详情

徐晨（机械工程McMinn讲席教授）
《使用视觉与触觉反馈的自适应抓取与物体操控》
“项目旨在让工业协作机器人具备人类运用异构反馈抓取和操控物体的操作智能。人类结合使用视觉和触觉感知来抓取和操控物体。先前大量研究提出了纯视觉或纯触觉反馈算法来抓取物体。随着感知、计算和传感器融合的最新进展，本项目将整合视觉和触觉反馈来抓取和操控物体。物体的几何形状、材料和载荷将事先未知。研究将使用配备2D立体相机和带压力传感器的平行夹爪的UR5e机器人，进行抓取与操控算法的实验验证。”

Karen Leung（航空与航天学助理教授）
《从被动安全转向主动安全：可理解的多智能体协作应急规划》
“项目目标是为多智能体交互式仓库导航环境中的机器人规划与控制创新主动安全框架，这与典型的被动安全范式截然不同。关键见解是开发可理解的机器人运动以诱导亲社会的人机行为（即采取行动造福群体），从而实现（i）安全无缝的人机交互，以及（ii）减少频繁使用会降低性能并可能损坏机器人或货物的被动安全控制器。”

Jeffrey Lipton（机械工程助理教授）
《基于超材料的快速抓取动态刚度控制》
“使用吸盘的真空吸附是某机构仓库中抓取物体至关重要的方法。这些系统使用延伸杆将吸盘从工业机器人手腕移动到目标物体。这导致两个问题：首先，物体与手臂之间的刚性连接使吸盘易受剥离影响；其次需要大型手臂进行万向转动以拾取物品。这种万向运动占用空间并减慢拣选和存储过程。我们将通过基于机械超材料（称为手性剪切拉胀材料/H.S.A.）的新型末端执行器解决这些问题。H.S.A.是中空管上的图案，可将旋转直接转换为延伸或弯曲运动，并能动态改变刚度。我们将开发快速可动手腕，并通过抓取任务验证其性能，与传统机器人手臂比较拾取时间和空间使用。接下来，学习利用H.S.A.的动态刚度执行更高可靠性的拣选操作。最后，开发可延伸的柔性轴驱动多级H.S.A.系统。长期这将为完全由超材料制成的低成本安全手臂用于拣选和存储任务奠定基础。”

Adriana Schulz（计算机科学与工程助理教授）
《设计感知的三维场景解析》
“尽管基于图像的识别与重建是经过充分研究的问题，但从图像恢复精确三维模型仍然具有挑战性，特别是在存在杂乱和遮挡的场景中。典型方法依赖数据库检索，当物品三维模型不可用时难以处理。在本提案中，我们独特地观察到可制造性定义并约束了人造物体的设计空间，可借以开发新颖的重建方法。使用制造设计作为底层表示，可将搜索空间缩减为可计算机辅助设计（CAD）系统表示的模型，使逆向重建问题更易管理。我们将演示该方法如何提高三维重建的局部精度，以实现稳健的机器人操作。”

Rajesh P. N. Rao（计算机科学CJ and Elizabeth Hwang讲席教授）
《基于自监督学习的部分-整体层次结构语义场景理解及其在密集货箱表示与移动机器人中的应用》
“自动化理解物体、场景和环境语义的关键问题是从图像和视频中学习组合式的部分-整体表示。我们提出称为主动预测编码网络（APCNs）的新深度学习框架来解决这一重要问题。受神经科学和认知科学新兴思想启发，APCNs利用层次参考系和动作条件预测来学习场景的组合式、生成式和概率化时空表示。通过将强化学习和主动推理与可解释世界模型的自监督学习相结合，APCNs自然适用于诸如表示和操作密集货箱以及建模移动机器人动态变化环境等应用。”

Chiwei Yan（工业与系统工程助理教授）
《现代履约中心自主推车系统的车队规划》
“现代履约中心正用多用途自主推车取代传统传送带系统、叉车或自动导引车。这些自主推车设计用于与人类协同工作，自动将库存单位（SKU）从起点运输到目的地，无需遵循固定路径，使其可灵活部署于现有设施而无需重大基础设施变更。本提案涉及在实践中部署此类自主推车系统的车队规划问题——在给定设施布局和服务能力的情况下，需要多少推车才能达到特定吞吐率，以及由此产生的关键性能指标（如推车利用率和等待时间）。由于推车密度对服务可用性和拥堵的二分性等众多冲突因素，该决策复杂，需要专用分析能力。我们提出一系列新颖、简单且实用的模型，可在运行昂贵的现场实验或构建定制仿真软件前，指导从业者获得可靠的车队规模初始估计。”

科学中心延伸支持

华盛顿大学与某机构联合科学中心还支持博士奖学金，并赞助与某机构利益一致的长期研发项目。有关活动和更多信息，请访问官方网站。