看過《超能特工隊(duì)》的大家，想必和 AI 科技評(píng)論一樣對(duì)「小宏」操縱的磁鐵微型機(jī)器人印象深刻。其實(shí)「磁力+可控機(jī)器人」的組合還真有個(gè)教授在研究。雖然該教授的研究成果并非像迪士尼電影中展示的那樣無所不能，但其研究成果卻能為腫瘤患者帶來福音，利用磁力控制仿生微觀機(jī)器直接將藥品注入病態(tài)細(xì)胞或腫瘤中。

他就是雷鋒網(wǎng)在 6 月 29 日至 7 月 1 日 CCF-GAIR 2018 大會(huì)仿生機(jī)器人分論壇邀請(qǐng)的重磅嘉賓，卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)副教授 Metin Sitti。Metin Sitti 現(xiàn)任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)副教授，nanoGriptech 公司創(chuàng)始人。與此同時(shí)，他也是德國(guó)馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的物理智能部門 （The Physical Intelligence Department）元老級(jí)成員及負(fù)責(zé)人。

水上機(jī)器人

在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)擔(dān)任博士生導(dǎo)師的 Metin Sitti 教授在水上機(jī)器人領(lǐng)域做出了不少創(chuàng)新性的研究。他和學(xué)生 Yun Seong Song 模擬水黽（一種利用表面張力在水面上行走的昆蟲），制造出了一種能在水上高機(jī)動(dòng)性行走的機(jī)器人。這個(gè)小機(jī)器人不同于其他利用浮力浮在水面的機(jī)器人，長(zhǎng)腿很輕，所以其能利用水面表面張力而保持漂浮。師生二人預(yù)測(cè)這種小機(jī)器人可以借助無線通訊，實(shí)現(xiàn)環(huán)境監(jiān)測(cè)、教學(xué)、娛樂等用途。

Sitti 教授還解釋，「水黽機(jī)器人——稱之為表面張力機(jī)器人昆蟲動(dòng)力學(xué)探測(cè)器（STRIDEs），僅能在 3 到 4 毫米深的水面行走。同時(shí)，由于它的腿相較于基于浮力的機(jī)器人阻力更小，因而在能量效率和敏捷性上也大大優(yōu)于那些浮力型機(jī)器人?！鼓壳?，該機(jī)器人并不能在起伏較大的水面上行走，Sitti 教授希望通過改進(jìn)它的載重能力和防水性，使其能夠抵御波浪和風(fēng)暴，從而進(jìn)一步拓展應(yīng)用場(chǎng)景。

磁性微型機(jī)器人

磁性微型機(jī)器人（magnetic millirobot）是Metin Sitti 教授在馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的代表研究成果之一，這一研究始于 2014 年。

該微型機(jī)器人被存儲(chǔ)在膠囊內(nèi)，人類在服用膠囊后，機(jī)器人就會(huì)進(jìn)入人體進(jìn)行「藥物遞送」（drug delivery）。那么，沒有手腳的機(jī)器人如何將藥物精準(zhǔn)遞送到指定的器官呢？答案就是開篇提到的「磁力+可控機(jī)器人」組合技術(shù)。系統(tǒng)使用外部磁場(chǎng)對(duì)機(jī)器人內(nèi)部的磁粒施加作用力，使其發(fā)生形變，實(shí)現(xiàn)跳躍障礙等「特技」，在人體中移動(dòng)直至到達(dá)指定區(qū)域。

Sitti 教授曾在公開場(chǎng)合表示，微型機(jī)器人在未來可以攜帶藥物，并將藥物「遞送」至人體最需要的位置；將來還能使用機(jī)器人在人體內(nèi)進(jìn)行微創(chuàng)性手術(shù)，通過吞咽或在皮膚傷口處植入的方式，就能讓機(jī)器人穿過人體消化系統(tǒng)、尿道、腹腔或者心臟表面。

盡管目前磁性微型機(jī)器人僅在人造胃模型和雞腸道組織中進(jìn)行過測(cè)試，但研究人員相信它是改變未來醫(yī)療手術(shù)的潛力股。關(guān)于這一研究，可查看 Sitti 教授團(tuán)隊(duì)在《advanced science》上發(fā)表的封面論文和所著書籍《Mobile Microrobotics》。

世界首家商用的壁虎仿生干膠粘劑 

除了磁性微型機(jī)器人外，富有商業(yè)頭腦的 Sitti 教授也在利用仿生學(xué)做更多的落地嘗試。

在卡內(nèi)基梅隆大學(xué)任教 7 年后，也就是 2009 年，Sitti 教授創(chuàng)立了 nanoGriptech 公司（http://www.nanogriptech.com），官網(wǎng)上展示了已轉(zhuǎn)化為落地產(chǎn)品及應(yīng)用。

壁虎仿生干燥粘合劑，其強(qiáng)大功能來自其先進(jìn)的納米級(jí)幾何設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)靈感來源于壁虎腳部的剛毛（微觀毛發(fā)），該構(gòu)造像壁虎的腳一樣由數(shù)以百萬計(jì)的微觀結(jié)構(gòu)組成，它們形成分子水平的結(jié)合（即具有配對(duì)表面的范德瓦爾斯力（van der Waals forces）。

Setex 干式粘合劑也是世界上第一個(gè)干式粘合劑技術(shù)商業(yè)應(yīng)用，具有干燥，可重復(fù)和無殘留的特性，可實(shí)現(xiàn)類似壓敏膠粘劑的方法，持部件固定，懸掛，安裝等應(yīng)用，特別「擅長(zhǎng)」光滑的表面。激進(jìn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)師和制造工程師們?cè)诖蛟煳磥懋a(chǎn)品時(shí)往往因材料的不可重復(fù)，粘性和殘留物替代傾向性的限制而受挫，而 Setex 干式粘合劑解決方案的面世就完美解決了他們的痛點(diǎn)。

Sitti 教授團(tuán)隊(duì)解決了當(dāng)前技術(shù)和解決方案（即獨(dú)特粘合劑無法夾持和緊固的難題），下面是具體應(yīng)用需求場(chǎng)景。

新材料應(yīng)用涵蓋了從制造業(yè)、醫(yī)學(xué)領(lǐng)域（為改善尖端新材料的摩擦和抓地力提供方案）、安防領(lǐng)域、運(yùn)動(dòng)裝備（改善運(yùn)動(dòng)裝備對(duì)人體的適應(yīng)）、內(nèi)飾（該材料可以使汽車、船以及火車更輕便）廣泛領(lǐng)域。

Setex 干膠粘劑，夾緊材料，緊固件 

• Setex 干膠粘劑，可重復(fù)，無殘留，無粘性。該干膠粘劑支持部件固定，懸掛，安裝和其他應(yīng)用，特別「擅長(zhǎng)」應(yīng)對(duì)光滑的表面。

• Setex 夾緊材料，該產(chǎn)品擁有更高摩擦性能，適用于各種裝置表面，特別適用于制成假肢這類與皮膚親密接觸的制品。

• 升級(jí)版「魔鬼粘」，適用于各種形狀，型面不高，重量低，此緊固件表面無殘留，可重復(fù)使用，非常適用于室內(nèi)裝飾、內(nèi)飾、嬰兒裝，潔凈室等。

仿生機(jī)器人之路

Sitti 教授的仿生機(jī)器人研究之路，是一段豐富而精彩的歷程。

1994 年，身為土耳其人的 Sitti 教授于伊斯坦布爾的 Bo?azi?i 大學(xué)（Bo?azi?i üniversitesi）畢業(yè)，后加入了 TUBITAK Marmara Research Center 公司的 CAD/CAM Robotics Group，正式開始了機(jī)器人研究生涯。Sitti 教授研究方向則是機(jī)器人視覺方向和智能機(jī)器人，并借此研究參與了與質(zhì)量控制相關(guān)的兩個(gè)工業(yè)項(xiàng)目。

兩年后，他前往日本東京大學(xué)攻讀電子工程學(xué) PhD。期間，Sitti 教授除了習(xí)得一口流利的日語外，還堅(jiān)定了自己的研究方向——仿生機(jī)器人領(lǐng)域。

同一年，Sitti 教授前往了加州大學(xué)伯克利分校 - 計(jì)算機(jī)科學(xué)系部擔(dān)任 Research Scientist 一職，2002 年擔(dān)任分校講師，為約 45 名研究生教授微型/納米機(jī)器人知識(shí)。

就是這段期間，壁虎給了 Sitti 教授靈感，促使其開始研究制作仿生微纖維粘合劑，以及從昆蟲獲得啟發(fā)開始研究微機(jī)械飛行昆蟲機(jī)器人。

2002 至今，Sitti 教授身兼三職：卡內(nèi)基梅隆大學(xué)的機(jī)械工程學(xué)副教授，自家 nanoGriptech 公司創(chuàng)始人，以及馬克斯普朗克智能系統(tǒng)研究所的物理智能部門主管。

雷鋒網(wǎng) AI 科技評(píng)論了解到，也就是在 2002 年起，即擔(dān)任卡內(nèi)基梅隆大學(xué)副教授至今的這段期間，Sitti 教授斬獲了多項(xiàng)榮譽(yù)及獎(jiǎng)項(xiàng)：

? 2005 年獲得美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)職業(yè)獎(jiǎng)

? 2011 年，Sitti 教授于年獲得 SPIE Nanoengineering Pioneer 獎(jiǎng)

? 2006 - 2008 年當(dāng)選為 IEEE 機(jī)器人與自動(dòng)化學(xué)會(huì)特聘講師

? 作為 IEEE Fellow 的 Sitti 教授于 2013 年被邀請(qǐng)參加世界科學(xué)節(jié)，并作為關(guān)于細(xì)胞外科醫(yī)生的主講人

• 任「微生物機(jī)器人學(xué)報(bào)」主編。

在學(xué)術(shù)造詣上，Sitti 教授也是碩果累累，據(jù)雷鋒網(wǎng)了解，Sitti 教授發(fā)表的文章被引用次數(shù)達(dá) 16,000 多篇，包括 180 多篇（同行評(píng)議）期刊文章和 145 篇會(huì)議論文。除此之外，他還受邀在大學(xué)，會(huì)議和行業(yè)中發(fā)表了 150 余場(chǎng)演講。

研究上頗有建樹，經(jīng)過 Sitti 教授指導(dǎo)的學(xué)生也可謂桃李滿天下，The Physical Intelligence Department 研究所的研究小組就由 17 名博士后和 16 名博士生組成，其中不乏頂級(jí)名校成員。這些成員在離開小組后，也有不少成為高校教授，包括康奈爾大學(xué)、南洋理工大學(xué)、代爾夫特理工大學(xué)、麥克馬斯特大學(xué)等。與此同時(shí)，教授的弟子同樣也遍布科技界，如 Google 和 3M 等行業(yè)的不少骨干高級(jí)研究人員。

在 卡內(nèi)基梅隆大學(xué)，Sitti 教授輔導(dǎo)了 14 位博士后、38 位博士、45 位碩士 和 58 位本科生。教授指導(dǎo)過的研究人員繼續(xù)留在學(xué)術(shù)界和業(yè)界，包括在 UIUC、多倫多大學(xué)、俄勒岡州立大學(xué)、弗吉尼亞理工大學(xué)、WPI、Bilkent 大學(xué)、德克薩斯理工大學(xué)、麻省理工學(xué)院、哈佛大學(xué)、Google、BostonDynamics、Apple、Intel 和 自家 nanoGriptech 公司中發(fā)光發(fā)熱。

育大牛無數(shù)的 Sitti 教授，研究經(jīng)費(fèi)也是拿到手軟：NSF，NIH，NASA，DARPA，ONR，通用汽車和波音公司合計(jì)為他的研究提供著超過 1300 萬美元資金經(jīng)費(fèi)支持。

如果你想在一睹 Sitti 教授的風(fēng)采，歡迎來到 6 月 29 日至 7 月 1 日的 CCF-GAIR 2018， Sitti 教授將在會(huì)上做主題演講。

CCF-GAIR 2018：http://m.ozgbdpf.cn/news/201804/R3BSliibGRzPheuY.html

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