今晚八点iCANX Talks是瑞士苏黎世联邦理工学院的Bradly Nelson教授做讲座，他是世界一流的机器人研究专家，是瑞士工程院 (SATW) 院士，担任三家瑞士公司的董事会......他本人的经历颇具传奇色彩：在移居欧洲之前，他在美国的学术界和工业界工作多年还担任过联合国和平发展基金会在非洲博茨瓦纳的志愿者，当然更出乎你意料的可能是，他在走上学术道路之前是陆战队的军人！

我认识他有十多年了，当时他还在明尼苏达大学当教授，后来举家搬到瑞士，这么大动作，为什么啊？他很爽朗地笑着回答：

在瑞士的大学当教授是全世界最好的工作！

我记得我当时追问了一句：真的吗？ETH是爱因斯坦的母校我知道，还有其他吗？

现在想起来真傻！随着对瑞士的理解越来越多，我真的发现在瑞士的大学当教授真的是全世界最好的工作！

首先说说瑞士这个国家，真的人间天堂。这世界上我最喜欢的国家，没有之一。我常常觉得瑞士就是传说中的理想国的现实版，不知道上帝为什么这么眷顾这个地方，赋予各种美。说到瑞士的风景那真的是360度无死角的美，处处都是明信片，凡是去过瑞士的我想大家都有同感，瑞士的自然风光可谓独特，一汪湖水、一座山、一座城，每个城市都在风景之中，你哪个角度照过去都是风景，空气更是一级棒，蓝天白云雪山圣湖绿草奶牛，而且海拔还不高，很适宜人居，简直堪称人间奢华！当然瑞士人民也是特别以此为骄傲的，也为来自世界各地的游客准备了最便捷的旅游套餐：入驻酒店就可以得到免费的市内交通卡，酒店的选择非常多样化，有奢华性、有青年旅店，丰俭随人，旅游套餐和套票都是很方便超值的那种，为游客想的非常周全，火车也是四通八达，当然旅游的观光火车车顶都是大玻璃，让你尽情享受：春天的花海，夏天的绿意，秋天的五彩斑斓，冬天的滑雪胜景，四季风景各不同，不想出去就在城里看博物馆和历史遗迹也是任你看个够！这也就难怪大家那么喜欢去瑞士旅游了，这里真的很好。

当然，瑞士的一个特点就是贵：各种价格都比周边的国家贵，所以瑞士与德法意等国接壤的他国小镇的商超都很发达，有人甚至开玩笑说：打个飞的去巴黎吃饭都比在瑞士吃饭划算。为什么瑞士各种物价都很贵呢？因为瑞士的收入普遍远高于周边国家，记得有一次问一个瑞士教授：薪水怎样？他说：高，真的很高！平均都在邻国教授的2倍以上吧。不仅仅是教授工资高，就连普通员工的薪水也是他国的好几倍，我的学生到瑞士去读博士做博士后，薪水就高得离谱，每回都得请我吃饭：因为他们薪水都是我收入的好几倍（不得不说，中国的普通教授薪水真的不高）。为什么瑞士的薪水会这么高呢？看看这则新闻大概可以知道个梗概：几年前瑞士政府有钱花不出去，希望给每个瑞士公民平均每个月多发大约2000瑞郎的福利，大家投票的结果竟然是：不同意！因为无缘无故多发钱，会让很多人变懒，所以不行！知道了吗？瑞士的富裕是他们崇尚每个人都努力工作得来的！

瑞士的平均教育水平高，劳动力素质就比较高，而且他们很崇尚把一件事情做到极致：钟表就是一个典型的代表，我前几年去伯爵表的表芯制造厂参观，这个坐落在著名的瑞士“钟表谷”（Watch Valley）的不起眼的几层小楼就是生产所有伯爵表的机械表芯的“核心”，他们只有几十个人，每个Master的表龄都至少有20年以上，年复一年，日复一日，重复这样的精密劳动，最终把自己练成大师，高的工资待遇和幸福感就是这么来的。瑞士的大多数行业都如此，他们人少，做不了大规模的生产，也不去追求巨大规模，但是选择做一件事就做到极致，靠精工细作得到超高品质的精品和超高的价值回报。所以，瑞士表产量不足全球1%，利润却占全球的90%。

可是瑞士人喜欢工作却不崇尚“工作狂”，瑞士人创造极致，不是靠玩命的无穷加班干出来的，真的，在瑞士一个拼命加班不知道休息和生活的人是被人嘲笑的：实验室的机器人！而且瑞士法律规定你必须要休够多少假期！所以，周末在实验室无穷加班是不合时宜的，节假日也待在那里同样是不合时宜的！那么，不靠加班、不靠剥削廉价劳动力，瑞士人的工作价值是怎么得到的？！靠效率和专注力！

和瑞士人合作以后，才发现，瑞士人民工作的专注度是非常高的，就拿EPFL的超净实验室来说，我2005左右去访问的时候他们刚刚重建，一个1000平米的实验室那时候全部实现了物联网控制，6个工程师把上百台设备的工艺开发、培训、管理搞得井井有条，早上八点实验室主任Phillipe教授穿着专业车手服装骑着自行车到了学校，简单洗漱以后开始一天的工作，八小时的工作时间里很专注，集中超高效率地完成了很多工作，下午下班时间，他又骑着自行车回家了！实验室的一切情况在手机上了如指掌！听讲座，认真听、积极提问交流，工作中一丝不苟，工作时间不做其他无关的事，下班就专心回家生活！这就是瑞士人民的日常，所以他们的工作成果就是在这样日复一日的高效率中得到的！

在亚洲或者其他地区，我们基本很崇尚那种24小时都在工作的工作狂人，觉得自己如果不这样就很不好意思跟人说话，其实，真的不是啥好事，经常出现很多人在正常需要工作的时间里开小差、睡大觉，赖在办公室里混时间的那种“无效工作狂”，一样是出不来惊人成果的。想要好的工作成果和好的生活质量，就一定要在工作中提高专注度和效率，像瑞士人一样：找到自己的事业，并且把它坚持下去，在工作中提高效率、提升品质，在生活中寻找乐趣！

这点在瑞士人的择业上可以看得非常清楚，最著名的瑞士人当属男子网坛的不老神话--费德勒，他简直是颠覆了所有人对网球的定义，少年成名，创造了一系列的辉煌不说，到了三十岁以后还兢兢业业，35岁拿下20个大满贯，生下两男两女两对双胞胎，零绯闻，堪称完美偶像！再看看公主辛吉斯，18岁拿单打大满贯，现在年纪大了还活跃在网坛，拿遍了双打的大满贯！还有我之前写过的打冰球的女孩子谢玲，他们真的是喜欢这项运动，喜欢就把它坚持到底，做到极致，当然他们的人生也获得了超值的回报。更重要的是让大家看到了对一项事业真的热爱和坚持的力量，创造传奇，非要这样不可！

不仅仅是这些享誉全球的瑞士明星如此，其实我遇到的瑞士普通孩子也如此，虽然他们个个都是较为富裕家庭出来的，可是身上完全看不到富二代的痕迹，个个都很努力和职业，我以前一个瑞士学生叫Mark，长得超帅，工作也超敬业，最后毕业的时候还获了奖。这次在瑞士见到一个更有意思的小伙子，他家的传统是学术，爷爷和爸爸乃至哥哥姐姐都是大学教授，可是他从小就很叛逆，就是不想走这条路，所以他高中毕业就去钟表厂做学徒，之后考了制表的证，对各种表了如指掌，现在成了一个著名钟表公司的营销专家，说起表来那是两眼放光、不亦乐乎！很是为他的职业骄傲。前年和大前年参加iCAN比赛的瑞士团队给我留下深刻印象，是因为那个团队的队长是个特别能干的女孩子，各方面能力都很强，我仔细了解才知道，这个孩子的爸爸是个很大的瑞士公司的CEO，她却励志要做科学家，但是身上那与生俱来的领导力却是在哪里都挡不住的！从他们身上可以看到，这些瑞士的孩子，不管来自什么样的家庭，都自信、阳光、敬业、努力、热爱生活，很招人喜欢。

最后再说说在瑞士见过的一个很特别的名人，因为瑞士中立，社会稳定，风景又很好，所以这里有很多国际机构也住着很多“名人”，在大学校园里见到各种学术大牛是很不稀奇的，名人故居也是不少，爱因斯坦在伯尔尼的专利局那里游客最多。那次去EPFL交流，校方很客气，在洛桑的米其林餐厅招待我们，湖光山色，美味佳肴，真是名不虚传，大家聊得也很投机，这时候我旁边的瑞士教授悄悄跟我说：

Alice，我知道你喜欢足球，没想到今天跟欧足联主席一起共进晚餐吧？！

说着，他指了指隔壁桌子。

我一看，霎那间惊得说不出话来：

普拉蒂尼，正坐在我隔壁桌子上跟朋友谈笑风生呢！

这真的不是梦吧？普拉蒂尼，这个我一直很崇拜的球星，不仅仅是他潇洒的外表和无敌的球技以及超强的领导力！真的啊，他就坐在那里，跟两个朋友一起有说有笑地共进晚餐呢！

再看看周围在这里吃饭的人，也都平静如常，没有一个人上去搭讪或者求合影偷拍的，我真的是瞪圆了双眼，托住了下巴，半天才回过神来：贵为欧足联主席的普拉蒂尼，世界级大腕，就这样自由自在、潇潇洒洒地坐在那里，没有安保、没有清场、没有闪光灯、没有媒体……难怪，我来瑞士这么多次也没听说过瑞士总统是谁、也没见多瑞士人民怎么接待各级领导官员，其实在这里不仅仅是官员如此，隐居于此很多的世界级名人都是这样的一种存在：大隐隐于市。

所以，瑞士就是我们能够看到的现实版人间天堂，在这样的一个国家生活和工作是一件非常幸福的事情，当然能够在这里当大学老师就更是天下最美的工作了：

因为它的大学不多，以两所理工学院ETH和EPFL为代表，都是享誉全球的世界名校，排在世界前20，其中，建于1854年的ETH是欧洲老牌名校，从中走出了包括爱因斯坦在内的32位诺奖得主，建于1969年的EPFL是全世界成长最快的大学！它们的校园环境不仅风景无与伦比，校园文化也是最国际化的，每个教授的课题组差不多都是联合国，有着全球最好的研究设施和装置和最不发愁的Funding，当然还有十分可观的工资待遇（如前所述）。更值得一提的是，在瑞士特别注意工作和生活的平衡，强调提升工作效率而不是增加工作时间，所以，不单是带薪假期多而且都是强制休息（这大概在全球也找不到几个）！

我也是这些年跟瑞士的联系和合作之后才知道：什么是最好的国家该有的样子、什么是最优雅的学者该有的生活。这也难怪Bradley Nelson教授说在瑞士的大学当教授是全世界最好的工作！今天晚上八点，就让我们来见见最幸福的教授和他杰出的工作吧！

iCANX Talks Vol. 117

September 30th, 2022  www.ican-x.com/talks

The  Robotics Part of Micro and Nano Robots

微纳机器人的机器人学视角

Brad Nelson

 Abstract: Micro and nano robots have made great strides since becoming a focused research topic over two decades ago. Much of the progress has been in material selection, processing, and fabrication, and paths forward in developing clinically relevant biocompatible and biodegradable micro and nano robots are becoming clear. Our group, as well as others, maintain that using biocompatible magnetic composites with externally generated magnetic fields and field gradients is perhaps closest to clinical application. One of the most challenging aspects of the field is in the development of the magnetic navigation system (MNS) that generates the fields and field gradients needed for microrobot locomotion. In this talk, I will present an overview of MNSs and show how these systems are fundamentally robotic in the way they must be designed and controlled. Decades of work in robotic manipulation can be brought to bear on this problem as we move forward in bringing MNS technology to the clinic. I will also look at recent efforts in creating more intelligent micro and nano robots that exhibit increasingly complex behaviors, some of which can even be programmed in situ. The field appears to be on the cusp of realizing the fantastic voyage.

 在过去的二十年中，大量的研究聚焦于微纳米机器人，使该领域取得了长足的进步。这些进步主要集中在材料选择、加工和制造方面；同时，面向临床应用的发展道路也正在变得清晰——即开发具有生物相容性及可生物降解的微纳米机器人。我们认为使用生物相容性磁性复合材料，结合外源磁场和磁场梯度的方案可能是临床应用中最可行的方案。该研究方向最具挑战性的问题之一是开发磁导航系统 (MNS)，从而生成微型机器人运动所需的场和场梯度。在本次演讲中，我将介绍磁导航系统，并分析为何这些系统在其设计和控制的角度上来看根本上也是机器人。随着我们将 MNS 技术引入临床，在机器人操纵方向上数十年的研究工作将能够应用于此。另外，我还将介绍近些年来在创建更智能的微纳机器人方面所做的努力——这些机器人表现出越来越复杂的行为，其中一些甚至可实现原位编程。该领域似乎正处在开启一段奇妙旅程的前夜。

Bio: Brad Nelson is the Professor of Robotics and Intelligent Systems at ETH Zürich and has recently become the Chief Scientific Advisor of Science Robotics. He has over thirty years of experience in the field and has received a number of awards in robotics, nanotechnology, and biomedicine. He serves on the advisory boards of a number of academic departments and research institutes across North America, Europe, and Asia. Prof. Nelson has been the Department Head of Mechanical and Process Engineering at ETH twice, the Chairman of the ETH Electron Microscopy Center, and a member of the Research Council of the Swiss National Science Foundation. He also serves on boards of three Swiss companies and is a member of the Swiss Academy of Engineering (SATW). Before moving to Europe, Nelson worked as an engineer at Honeywell and Motorola and served as a United States Peace Corps Volunteer in Botswana, Africa. He has also been a professor at the University of Minnesota and the University of Illinois at Chicago.

Brad Nelson 博士是苏黎世联邦理工学院（ETH Zürich）机器人与智能系统教授，同时担任 Science Robotics 的首席科学顾问。他拥有超过 30 年的经验，并在机器人技术、纳米技术和生物医学领域荣获众多奖项。他在北美、欧洲和亚洲的多个学术部门和研究机构的顾问委员会任职。Nelson 教授曾两次担任 ETH 机械与过程工程系主任、ETH 电子显微镜中心主席和瑞士国家科学基金会研究委员会委员。他还任职于三家瑞士公司的董事会，并且是瑞士工程院 (SATW)院士。在移居欧洲之前，Nelson教授曾在霍尼韦尔和摩托罗拉担任工程师，并在非洲博茨瓦纳担任过United States Peace Corps的志愿者。他还曾在明尼苏达大学和伊利诺伊大学芝加哥分校担任教授。