機器人專家是矛盾的結(jié)合體。作為專家,我們各自擅長的專業(yè)領(lǐng)域。作為通才,我們要有“大局觀”,我們要有廣泛的知識才能做到這一點。
機器人工程師主要分成思考(調(diào)查)和做事(實現(xiàn))兩大類。這就意味著機器人專家需要很好地結(jié)合兩種完全不同的工作方式。“調(diào)查”的人通常通過思考、閱讀和研究來解決問題。“實現(xiàn)”的人更喜歡通過“弄臟他們的手”來解決問題。
機器人技術(shù)則是認真研究和對實物動手之間的微妙平衡。
1. 系統(tǒng)思考
有個項目經(jīng)理曾告訴我,許多擁有機器人學(xué)位的人都會變成項目經(jīng)歷或系統(tǒng)工程師。這是一個很有意思的事,因為機器人是非常復(fù)雜的系統(tǒng)。我們必須精通機械、電子、電氣、變成、傳感,甚至心理學(xué)和認知。
好的機器人專家能理解這些不同的系統(tǒng)是如何一起工作的,并且熟知他們所有的理論知識。然而,機械工程師可以合理地說:“那是編程或者電的問題,不是我的工作”,但機器人專家必須精通所有不同的專業(yè)領(lǐng)域。
2. 編程思維
編程是機器人工程師的一個相當重要的技能。不管你是底層控制系統(tǒng)(僅使用MATLAB設(shè)計控制器)還是設(shè)計高級認知系統(tǒng)的計算機科學(xué)家,都沒有關(guān)系。機器人工程師可以參與任何階段的編程抽象。機器人和其他編程學(xué)科之間的主要區(qū)別在于,機器人編程師實現(xiàn)硬件、電子和(復(fù)雜)的現(xiàn)實世界的互動。
世界上有超過1500種編程語言。盡管你顯然不需要把他們?nèi)莆眨玫臋C器人專家要有“編程思維”。如果需要的話,他們很快學(xué)會任何新的語言。這使我們能很好地進入下一階段。
3. 主動學(xué)習(xí)
機器人領(lǐng)域有很多技術(shù),在一個項目需要之前,你不可能把所有都學(xué)會。即使學(xué)了5年本科和3年博士后,我也只觸及了機器人領(lǐng)域的表面而已。
善于主動學(xué)習(xí)是貫穿整個職業(yè)生涯的基本技能。因此,具有良好的閱讀理解能力和掌握學(xué)習(xí)策略,將幫你在需要的時候快速而容易地學(xué)習(xí)新知識。
4. 數(shù)學(xué)
機器人技術(shù)并沒有很多“核心”技能,其中之一便是數(shù)學(xué)。你會發(fā)現(xiàn),要想在機器人技術(shù)上取得成功,至少要很好地掌握代數(shù)、微積分和幾何。這是因為機器人技術(shù)依賴于能理解和處理抽象概念,通常代表這些概念的就是函數(shù)和方程組。在理解運動學(xué)和技術(shù)圖等主題時,幾何顯得特別重要。
5. 科學(xué)或其他應(yīng)用數(shù)學(xué)
還有一些人(以純數(shù)學(xué)家為例),他們只需要處理數(shù)學(xué),而不用把這些概念應(yīng)用到現(xiàn)實世界。機器人專家不是這類人。科學(xué)和其他應(yīng)用數(shù)學(xué)的技能對機器人技術(shù)而言是非常重要的,因為現(xiàn)實世界不會像數(shù)學(xué)那樣精確。確定計算結(jié)果什么時候“足以真正工作”是機器人工程師的一項關(guān)鍵技能。
6. 判斷與決策
做一個好的機器人專家意味著不斷進行工程決策。你用ROS還是其他系統(tǒng)編程?你的機器人有多少根手指?你要用哪些傳感器?機器人技術(shù)充滿了選擇,幾乎從來沒有一個正確的解決方案。
由于機器人專家具備廣泛的基礎(chǔ)知識,你會發(fā)現(xiàn)自己在解決某些問題時比其他領(lǐng)域的專家有更好的視角。站在你的立場,判斷與決策是必不可少的。分析性思維能力將讓你從不同的角度分析問題,批判性思維能力將幫助你使用邏輯和推理來平衡每個解決方案的優(yōu)劣。
7. 良好的溝通能力
作為一個機器人專家,你擁有通才的知識意味著你常常需要向非專業(yè)人士解釋各種概念。例如,你可能需要向機械工程師解釋高層次的編程問題,或者向計算機專家解釋結(jié)構(gòu)力學(xué)問題。好的機器人專家是不同學(xué)科之間的溝通渠道。因此,溝通技巧是至關(guān)重要的。擁有良好的口頭表達和寫作能力是非常重要的。另外,如果你有很好的指導(dǎo)技能,這將給你大大加分。
8. 工藝設(shè)計
精通技術(shù)設(shè)計,能夠設(shè)計實際工作的東西。這就意味著能弄清楚為什么有些東西不能正常工作,并拿出可行的解決方案,意味著擅長于維修。機器人涉及很廣泛的技術(shù),所以,精通技術(shù)設(shè)計意味著你能有效地隔離問題的源頭,并提出有效的解決方案。一個天才機器人專家的標志就是擁有“讓它工作”的神奇能力(不管它是什么,但它是壞的)。
9. 復(fù)雜問題解決的能力
正如我們從前面的技能中看到的,很多機器人技術(shù)都是關(guān)于使用你的復(fù)雜問題解決能力。這包括預(yù)見問題,甚至在問題出現(xiàn)之前解決他們,如果出現(xiàn)故障的話,還需要排除故障。
10. 持久性
最后,由于機器人的復(fù)雜性,持久性是一個非常重要的技能。它可能是堅持試圖找出一個特別困難的問題的解決方案,或者是堅持試圖給別人解釋清楚一個復(fù)雜的問題。好的機器人專家也以可靠性支持他們的持久性,證明自己的知識和適應(yīng)性是機器人技術(shù)所需要的。