前沿分享丨日本理化学研究所和大阪大学研发了生成式AI实验机器人
理化学研究所和大阪大学的研究小组宣布，他们开发了一种实验机器人，该机器人能利用生成式人工智能（AI）自主做出准确判断并有效工作。该机器人设计用于处理形状、大小和排列各异的样本，如同植物的叶子。这项技术有望应用于化学等领域，超越了人类的个体差异、时间限制等限制，提高了实验的效率和可靠性。
使用生成式AI的实验机器人将化学溶液滴在植物叶片上的实验概述。（理化学研究所、大阪大学提供）
在生命科学实验自动化中，能完成将精确量的化学品加入试管等简单任务，但处理个别变化的样本一直是个挑战。同样，复制环境和与其他生物体的相互作用等外部因素也很困难。手工操作面临诸如人的感知变异、准确性和时间限制等挑战。为此，研究小组利用生成式AI，开发了一种能根据情况生成动作的实验机器人。
这款机器人的机械臂末端装有一支能够将化学溶液滴加到样品上的移液器（类似滴管的仪器）和一个用于拍摄周围环境的3D相机。首先开发的是一种系统，人们可以直接操纵机械臂，教导机器人一系列大致的动作。然后在计算机上以3D形式重现了移液管、化学溶液容器等物体的位置。依靠这些线索，机器人能自主做出判断，并根据生成式AI进行适当的操作，无需精确确定器具和样本的位置，也不需要编写命令。
虽然装在移液管上并用来添加化学溶液的吸头是一次性使用并且针对每个样品都需更换，但无论其放置于何处，机器人都能正确地装上它。传统的机器人特别不擅长这类精细的操作。
该机器人与理化学研究所的自动栽培观察装置结合使用，对众多植物样本进行了测试。系统经过大量正确数据的训练，能够识别各种叶子的形状、大小和排列，并使AI能够从图像中识别出叶子。机器人对依次搬运至其附近的盆栽植物进行了六种操作，例如选择三种化学溶液中的一种并将其滴在最大的叶子上或植物体的中心。在测试的96个样本中，所有的滴液操作都成功了。尽管在确定滴液位置方面有少量识别问题，例如将两片叶子误认为一片，或中心识别稍有偏差，但总体结果仍然是令人满意的。
机器人装上移液管吸头，正确选择化学溶液，然后连续地将溶液滴在被逐一搬运过来的盆栽植物的最大叶片上，或者植物体的中心。虽然照片中没有显示，但之后，机器人还会自行取下移液管吸头。地点位于日本横滨市鹤见区的理化学研究所。
开发出的机器人能理解“最大的叶子”、“中心”等词汇，并且能够根据每个样本微调化学溶液的种类、量和滴加的位置。它不仅有望用于研究病虫害和营养素对叶子影响的实验，也适用于处理细胞生物学和化学实验中的反应时间变化。
田中信行・理研高级研究员和万伟伟・大阪大学准教授
在新闻发布会上，理化学研究所生命功能科学研究中心的高级研究员田中信行表示：“在生命科学领域，现今越来越多地需要比较多样的条件和大量数据，人类的能力已难以应对。根据实验内容，有时还需要避免光照或呼吸的影响。这一成果可能会成为解决这些问题的方法。”负责驱动该机器人的AI软件的大阪大学基础工程学研究科的副教授万伟伟表示：“AI机器人与生命科学的共同发展，将加深我们对未知机制的理解。”
这一成果于2023年11月27日发表在美国自动控制领域的专业期刊《IEEE Transactions on Automation Science and Engineering》上，并于2023年12月25日由理化学研究所和大阪大学发布。
开发的生成式AI实验机器人还能自己打开和关闭电子天平的门。
（原文出自https://scienceportal.jst.go.jp/newsflash/20240125_n01/，本文为翻译稿，图片为原稿件复制。）
本文相关论文 信息如下：
标题：Integrating a Pipette Into a Robot Manipulator With Uncalibrated Vision and TCP for Liquid Handling
作者：Junbo Zhang, Weiwei Wan, Nobuyuki Tanaka, Miki Fujita, Koichi Takahushi, Kensuke Harada
文章地址：10.1109/TASE.2023.3312657
本文由CAAICAAI认知系统与信息处理专委会供稿
院校推荐 日本顶级电子电气专业热门院校大盘点~
集成电路相关专业（即电子电气专业）在日本是被归在工学部的「電気工学専攻」 ，少部分的学校可能归属的专业名字会不同，但是有工科专业的大学院，都会有老师研究相关专业。
这里为大家分别以下三类学校来介绍：
■有明确标注「電気工学専攻」的大学院。
■没有明确归类但有集成电路研究专业，但专业名字不同的大学院。
■没有相关专业但是有在做相关研究分析的教授，学习集成电路的同学也可以报考的大学院。
01
东京大学
作为日本知名度最高的院校之一，东京大学作为首都圈内的国共立学校，拥有诸多的工科理科专业，而集成电路相关专业，在东京大学的「工学系研究科」里，所属的专攻是「電気系工学」。
其中「電気工学専攻」由代表电气和电子工程系的电气和电子工程分支和代表电子与信息工程系的信息与通信工程分支组成。
电子与信息工程分支是「媒体信息，内容和人类行为」和「计算机与互联网」相关研究，而电气与电子工程分支则是研究「纳米物理学，光学量子，生物技术」以及「能源，环境，空间」。
同学所想了解的集成电路相关专业，则可以在电气与电子工程的分支里找到做相关专业研究的老师，或者是可以辅导同学修士毕业论文的老师。
这里用东京大学电气工学专攻的飯塚研究室的主页来介绍。从飯塚教授的研究室主页可以清楚的看到他所作的研究关键词和研究方向为集成电路技术的分析与创造。
同学可以通过类似方法用自己所擅长专业或者将来想做的研究题目，来寻找适合的老师。
02
东京理科大学
东京理科大学作为首都圈内的理工科私立大学，工科实力在整个日本也是非常出众的。
（图为the大学的工科实力排名图）
集成电路相关专业也是被分在「電気電子情報工学専攻」里面的，专攻的主要研究有：
①电力电子、空间系统
②机器人控制相关的能源、环境和控制领域
③半导体器件、电子材料和集成电路的开发材料、器件和电路
④图像信息处理、信息安全、数字传输方法、光通信、移动通信和医疗生物电子学的信息和通信相关领域。
其中针对集成电路的研究，主要则有楳田教授和髙野教授两位老师负责，其余老师也有部分是可以辅导对于集成电路的研究。
以楳田教授的实验室为例子，主页上可以清楚的看到教授所研究的题目概要以及研究方向，同学可以通过此类方法在东京理科大学的电子电气专攻里找到符合自己研究方向的教授。
03
筑波大学
筑波大学是地方国公立中实力十分强大的一个大学，集成电路在筑波大学的大学院中也有自己独立的专攻。但是在筑波大学，专攻的名字则为电子量子工学，所属的研究科则是理工学科的应用理工学科里。
主要研究方向有：
①半导体电子学
②电子与量子器件工程、电子学
③光电子学
④半导体凝聚态工程、集成电路工程、固态电子学
⑤光转换工程、量子力学
⑥统计力学等
其中蓮沼 隆教授和奥村 宏典教授都是做集成电路相关研究的。这里就是一个之前所提提到的名称可能有不同的电子电气专业的大学院，但是所进行的研究主体方向是没有任何差别的。
04
立命馆大学
立命馆大学作为国际知名度很高的地方私立大学，也是留学生人数比例会很高的热门大学院。其中理工学科的电气电子工学科和电子情报工学科，都会有相关研究。
以电子情报工学科为例子，所研究的相关题目有：
①电子，LSI，计算机，软件以及信息和通信相关
②基于图像处理，高速信息处理的相关传感器设计实施。
其中熊本教授的实验室主要以集成电路的信息处理，系统开发为题目进行研究。
以上则分别由首都圈的国公立大学，首都圈的私立大学，地方的国共立大学，地方的私立大学为例，简单的介绍了其中的相关专业和研究室。同学可以考虑自身情况，选择学校的类别。
可以从各个角度对比，比如学校所处的地理位置对将来在日本就职是否有利（东京圈还是地方院校），对国公立私立是否有需求（学费的差别以及国公立对于理工科的经费是不一样水平的），以及最后学校的考试难度（具体同学可以自己去学校官网找一些历年的考试原题测试一下自己是否合适）来进行选择。
之后将简单的把有集成电路专业的大学院以及在日本大学排名情况总结。排名来自THE大学日本工学排行榜。
1>东北大学（1名）—工学研究科—电子工学专攻
研究内容：磁控管、PIN 二极管、静电感应晶体管、晶闸管、电子材料和设备、视频系统和计算机系统的开发和研究。
2>大阪大学（3名）—工学研究科--电气电子通讯情报工学专攻
研究内容：IT电子、互联网工程、纳米技术、系统与控制、电力与能源、生命科学
3>东京工业大学（4名）--工学院—电子电气系
研究内容：电力、通信、电子/光学设备、集成电路/系统、材料特性相关
4>京都大学（5名）--工学研究科—电气工学专攻
研究内容：先进电气系统、系统基础、生物医学工程、电磁工程等
工学研究科—电子工学专攻
研究内容：能源、环境问题和信息和通信技术的发展问题
5>九州大学（6名）—系统情报科学研究院—电子电气专攻
研究内容：下一代集成电路、新功能器件、半导体异质结构、晶体生长工艺、柔性电子
6>北海道大学（7名）--情报科学研究院—电子信息专攻
研究内容：固体物理、光电物理、量子凝聚态物理、集成过程、电子材料、电子设备、光学器件、先进器件、量子器件、集成系统、光学信息系统、系统LSI、数字通信系统、量子信息科学
7>名古屋大学（8名）—工学研究科—电子工学专攻、电气工学专攻、情报通信专攻
研究内容：能源、设备、电子、计算机、通信
8>广岛大学（11名）--先进理工系研究科--电气系统控制项目
研究内容：下一代电力系统运营、规划、控制、可再生能源、弹性、微电网
9>庆应义塾大学（12名）—理工学研究科—电气情报工学科
研究内容：电磁学、量子功率和电子凝聚态物理、碳纳米管、有机半导体和可穿戴设备等新技术创新
10>神户大学（13名）--工学研究科—电子电气工学专攻
研究内容：LSI电路设计，信息与通信基础，可穿戴计算机，新材料和设备的开发和物理特性，能源产生和转换，控制和先进利用
11>早稻田大学（14名）--先进理工研究科—电气情报生命专攻
研究内容：晶体管、发光二极管 （LED）、激光器和太阳能电池等半导体器件
12>金泽大学（18名）--理工学域—电子情报通信学类
研究内容：物联网、人工智能、网络安全、节能/新能源、高性能电子/光学器件（发光二极管）
13>千叶大学（19名）--工学研究院—电子电气工学专攻
研究内容：电磁学和电路理论、半导体集成电路和材料
14>东京农工大学（20名）--工学府—电子电气工学专攻
研究内容：电子、通信、软件、汽车、机器人、光学、可再生能源
15>上智大学（22名）--理工学专攻—电气电子工学领域
研究内容：半导体、能源、电信
16>东京都立大学（37名）--系统设计研究科—电子情报系统工学领域
研究内容：信息、通信、电子、能源
17>同志社大学（43名）--理工学研究科—电气电子工学专攻
研究内容：电能、设备和通信
18>明治大学（45名）—理工学研究科—电子电气专攻
研究内容：“材料/物理性质”、“电力系统/电气设备/电能转换与控制”、“信息/控制/计算机/生物体/生命”、“通信工程/声学/测量”
19>法政大学（59名）—理工学研究科—电气电子工学专攻
研究内容：集成电路、半导体器件、电子材料、电子特性、通信、控制、能源。
以上就是作为日本地区，最具代表性，有名的电子电气专业院校介绍，希望对同学们升学能够有一定的帮助。有报考需求的小伙伴快点私信小远哦~我们会根据各位同学的具体情况，认真规划考学计划，尽全力帮助同学合格梦校！
相关问答
大阪大学 世界排名怎么样?申请录取条件有哪些? 申请方[回答]在留学申请选校的时候,一所大学的排名、优势专业、学费、入学条件等都是大家非常关心的话题,下面我介绍一下杜大阪大学排名情况以及该学校的优势专...
日本 软件 工程 专业很好的 大学 有哪些?最好做个排名，谢谢?不用排名了,日本有最好的7个国立大学,都有此类专业,不叫软件工程,叫电子情报。这7个超一流国立大学是:东京大学,京都大学,东北大学,大阪大学,九州大学...不...
日本 留学IT专业有什么 大学 ?东京大学大学院:计算机科学、数理情报学、系统情报学、电子情报学、智能机械情报学、创造情报学大学学部:电气电子工学科、机械情报工学科、电子情报工学科京...
大阪大学 秋季开学时间是什么时候，一般是几月? 申请方[回答]大阪大学秋季入学时间一般为9月,具体的实际可以参考官网的数据,因为每年开学时间会有一些出入,不过一般大阪大学开学时间都是8月底或者9月初。海外...
aharp是什么牌子?sharp是一个日本电子产品品牌。sharp(夏普)是来自日本的电器电子品牌,由早川德次成立于1912年。品牌总公司(シャープ株式会社)设于日本大阪,目前产品涵盖家...
留学 日本 后过的怎么样?日本留学最好就业的专业!十大高薪黄金专业!这10大专业真是太火爆啦一.电子专业概况:日本是世界上公认的电子王国,掌握着电子行业大部分核心技术,由于日...日...
电竞主题旅馆什么样子?伴随着电子竞技日益被家长和市场所认可,在吸引资金的投入之外各种电竞主题的咖啡店、餐厅也应运而生。位于日本大阪繁华地区,即将落成全球首家以电竞为主题的酒...
二本在校大三学生(机械 工程 系)如何不通过语言学校直考 日本大学 院的修士?谢邀~新姐来回答一下这个问题,首先要知道目前国内申请日本留学的三大途径及要求:☆方案1:日语中上级(N2及以上),直接申请日语授课研究生若学生有日语...我...
英语翻译1-1Gakuen-cho,Sakai,Osaka599-8531,JapanSumitomoEl...[回答]599-931(Postcode)大阪市酒井学园町1-1509-0451(Postcode)日本国大阪市镰取町日本住友电子精细化工有限公司599-931(Postcode)大阪市酒井学园町.....
日本 硕博留学物理专业有哪些学校? 申请方[回答]分应用物理、生物物理、原子物理、核物理、粒子物理、量子物理、凝聚态物理、等离子物理、高能物理、天体物理与宇宙学等多种专业分支。物...物理...
