機(jī)器人專家是矛盾的結(jié)合體。作為專家,我們各自擅長(zhǎng)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(shí)才能做到這一點(diǎn)。
機(jī)器人工程師主要分成思考(調(diào)查)和做事(實(shí)現(xiàn))兩大類。這就意味著機(jī)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(guò)思考、閱讀和研究來(lái)解決問(wèn)題。“實(shí)現(xiàn)”的人更喜歡通過(guò)“弄臟他們的手”來(lái)解決問(wèn)題。
機(jī)器人技術(shù)則是認(rèn)真研究和對(duì)實(shí)物動(dòng)手之間的微妙平衡。
1. 系統(tǒng)思考
有個(gè)項(xiàng)目經(jīng)理曾告訴我,許多擁有機(jī)器人學(xué)位的人都會(huì)變成項(xiàng)目經(jīng)歷或系統(tǒng)工程師。這是一個(gè)很有意思的事,因?yàn)闄C(jī)器人是非常復(fù)雜的系統(tǒng)。我們必須精通機(jī)械、電子、電氣、變成、傳感,甚至心理學(xué)和認(rèn)知。
好的機(jī)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(shí)。然而,機(jī)械工程師可以合理地說(shuō):“那是編程或者電的問(wèn)題,不是我的工作”,但機(jī)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(jī)器人工程師的一個(gè)相當(dāng)重要的技能。不管你是底層控制系統(tǒng)(僅使用MATLAB設(shè)計(jì)控制器)還是設(shè)計(jì)高級(jí)認(rèn)知系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)科學(xué)家,都沒有關(guān)系。機(jī)器人工程師可以參與任何階段的編程抽象。機(jī)器人和其他編程學(xué)科之間的主要區(qū)別在于,機(jī)器人編程師實(shí)現(xiàn)硬件、電子和(復(fù)雜)的現(xiàn)實(shí)世界的互動(dòng)。
世界上有超過(guò)1500種編程語(yǔ)言。盡管你顯然不需要把他們?nèi)莆眨玫臋C(jī)器人專家要有“編程思維”。如果需要的話,他們很快學(xué)會(huì)任何新的語(yǔ)言。這使我們能很好地進(jìn)入下一階段。
3. 主動(dòng)學(xué)習(xí)
機(jī)器人領(lǐng)域有很多技術(shù),在一個(gè)項(xiàng)目需要之前,你不可能把所有都學(xué)會(huì)。即使學(xué)了5年本科和3年博士后,我也只觸及了機(jī)器人領(lǐng)域的表面而已。
善于主動(dòng)學(xué)習(xí)是貫穿整個(gè)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(shí)候快速而容易地學(xué)習(xí)新知識(shí)。
4. 數(shù)學(xué)
機(jī)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(huì)發(fā)現(xiàn),要想在機(jī)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?yàn)闄C(jī)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(yùn)動(dòng)學(xué)和技術(shù)圖等主題時(shí),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(shí)世界。機(jī)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(duì)機(jī)器人技術(shù)而言是非常重要的,因?yàn)楝F(xiàn)實(shí)世界不會(huì)像數(shù)學(xué)那樣精確。確定計(jì)算結(jié)果什么時(shí)候“足以真正工作”是機(jī)器人工程師的一項(xiàng)關(guān)鍵技能。
6. 判斷與決策
做一個(gè)好的機(jī)器人專家意味著不斷進(jìn)行工程決策。你用ROS還是其他系統(tǒng)編程?你的機(jī)器人有多少根手指?你要用哪些傳感器?機(jī)器人技術(shù)充滿了選擇,幾乎從來(lái)沒有一個(gè)正確的解決方案。
由于機(jī)器人專家具備廣泛的基礎(chǔ)知識(shí),你會(huì)發(fā)現(xiàn)自己在解決某些問(wèn)題時(shí)比其他領(lǐng)域的專家有更好的視角。站在你的立場(chǎng),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(wèn)題,批判性思維能力將幫助你使用邏輯和推理來(lái)平衡每個(gè)解決方案的優(yōu)劣。
7. 良好的溝通能力
作為一個(gè)機(jī)器人專家,你擁有通才的知識(shí)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(jī)械工程師解釋高層次的編程問(wèn)題,或者向計(jì)算機(jī)專家解釋結(jié)構(gòu)力學(xué)問(wèn)題。好的機(jī)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(dá)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(jì)
精通技術(shù)設(shè)計(jì),能夠設(shè)計(jì)實(shí)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(zhǎng)于維修。機(jī)器人涉及很廣泛的技術(shù),所以,精通技術(shù)設(shè)計(jì)意味著你能有效地隔離問(wèn)題的源頭,并提出有效的解決方案。一個(gè)天才機(jī)器人專家的標(biāo)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(wèn)題解決的能力
正如我們從前面的技能中看到的,很多機(jī)器人技術(shù)都是關(guān)于使用你的復(fù)雜問(wèn)題解決能力。這包括預(yù)見問(wèn)題,甚至在問(wèn)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(jī)器人的復(fù)雜性,持久性是一個(gè)非常重要的技能。它可能是堅(jiān)持試圖找出一個(gè)特別困難的問(wèn)題的解決方案,或者是堅(jiān)持試圖給別人解釋清楚一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題。好的機(jī)器人專家也以可靠性支持他們的持久性,證明自己的知識(shí)和適應(yīng)性是機(jī)器人技術(shù)所需要的。