加速人机协作的跨学科方法

戴维•明德尔(David Mindell)毕生都在挑战学科之间的传统差别。他的工作探索了人类与机器互动的方式，推动创新，并在技术改变我们的经济的同时保持社会福利。

而且，米德尔说，他不可能在麻省理工以外的任何地方做这件事。23年前他加入麻省理工学院的教师在完成他的博士学位项目在科学、技术和社会,而他目前持有双重约会在工程和人文学科教授弗朗西斯和大卫Dibner学院的工程和制造的历史人文、艺术和社会科学和航空航天教授。

明德尔将多个领域的研究结合在一起的经历，形成了他对人与机器之间关系的看法。正是这些想法促使他创立了Humatics公司，这是一家由“人类”和“机器人”合并而成的公司。

Humatics正试图通过在室内、地下以及GPS等技术有限的其他领域实现位置跟踪和导航，来改变人类与机器一起工作的方式。它通过使用无线电频率在毫米尺度上跟踪物体来实现这一目标——解锁Mindell所称的微定位技术。

该公司的解决方案已经被用于港口和工厂等地方，在这些地方，人们与起重机、工业工具、自动导向车辆(agv)和其他机器一起工作。这些企业的机器往往缺乏一致的位置数据，被迫为移动机器人采用不灵活的路线。

“其中一个终极目标是让人类和机器人共享相同的空间并进行协作，我们使移动机器人能够在人类环境中安全、大规模地工作，”Mindell说。“安全是至关重要的第一种合作形式，但除此之外，我们刚刚开始学习如何在机器人和人能敏锐感知自己所在位置的环境中工作。”

一家酝酿了几十年的公司

麻省理工学院在超越研究领域以提高我们对世界的理解方面有着悠久的历史。以诺伯特·维纳为例，他在1919年至1964年去世期间在麻省理工学院数学系任教。

维纳被认为是将控制论领域正式化的人，他将反馈系统定义为“对动物和机器的控制和交流的科学研究”。控制论可以应用于机械、生物、认知和社会系统等领域，并引发了跨学科研究和科学合作的热潮。

2002年，明德尔写了一本书，探讨了维纳之前控制论的历史，以及二战期间它在一系列学科交叉领域的出现。这是Mindell写的几本书之一，这些书都是针对复杂问题的跨学科反应，特别是在极端环境下，如月球着陆和深海。

麻省理工学院形成的跨学科视角帮助他认识到技术的局限性，这些局限性阻碍了机器和人类的无缝合作。

Mindell多年来一直考虑的一个特别缺点是在仓库、地铁系统和航运港口等地方缺乏精确的位置数据。

“五年后，当我们回顾2019年的时候，我们会说，‘我不敢相信我们竟然什么都不知道，’”米德尔说。“我们有这么多数据在四处流动，但我们都居住和移动的现实世界与正在爆炸的数字世界之间的联系仍然非常薄弱。”

2014年，Mindell与Humatics联合创始人加里·科恩(Gary Cohen)合作解决了这个问题。科恩曾在肯德尔广场(Kendall Square)地区担任生物技术公司的知识产权策略师。

2015年初，Mindell与林肯实验室校友、雷达专家Greg Charvat合作;两人建立了一个导航系统原型，并在两周后创办了这家公司。Charvat成为Humatics公司的首席技术官和第一个员工。

“很明显，机器人、自主系统和人工智能将会蓬勃发展，我认为我们在极端环境中学习到的东西，尤其是在水下和航空领域，在工业环境中有大量的应用，”Mindell说。“该公司将把多年来在极端环境下使用远程和自主系统的经验应用到运输、物流、电子商务和制造领域。”

将微定位技术引入工业

工厂、港口和其他GPS数据不可用或不足的地方采用各种解决方案来满足他们的跟踪和导航需求。但每种解决方案都有其缺陷。

例如，RFID和蓝牙技术可以跟踪资产，但范围较短，而且在大范围内部署成本高昂。

照相机和像激光雷达这样的传感方法可以用来帮助机器看到它们所处的环境，但是它们在雨和不同的照明条件下会遇到困难。嵌入电线或磁铁的地板胶带也常常用于引导机器通过固定路线，但它不适合当今日益动态的仓库和生产线。

Humatics专注于使其微定位系统的功能尽可能易于利用。它收集的位置和跟踪数据可以集成到客户已经使用的任何仓库管理系统或“物联网”(IoT)平台中。

它的无线电频率信标的范围可达500米，当作为星座的一部分安装时，可以精确定位到2厘米以内的三维位置，创建一个周围环境的虚拟网格。

信标可以与车载导航中心相结合，帮助移动机器人在动态环境中移动。Humatics的系统还可以同时从多个地点收集位置数据，监控叉车的速度，帮助起重机操作员放置装运箱，同时引导机器人绕过障碍物。

Humatics收集的数据不仅帮助客户改进他们的流程;它们还可以改变工人和机器共享空间和一起工作的方式。事实上，随着一种新的芯片刚刚从实验室中诞生，Mindell说，Humatics正在把制造业和物流业带入“无处不在、精确定位的世界”。

这一切之所以成为可能，是因为该公司对人机交互这一古老问题的整体解决方法。

“当我们在一个独特的、更广泛的背景下思考技术时，Humatics是一个可能发生的事情的例子，”Mindell说。“这是一个例子，表明麻省理工学院(从人文和工程学的角度)认真对待看待世界的这两种方式时，可以取得什么样的成就。”