實現Amazon機器人大軍的演算法大師

Amazon的第8代自動化物流配送中心令人驚艷，而其中這套調度成千上萬臺Kiva機器人的演算法與後勤系統，還有智慧自動化倉儲系統，便是來自於2012年被Amazon併購的Kiva公司，Kiva共同創辦人拉菲羅安德烈（Raffaello D'Andrea）是其中的技術研發的核心人物。

2003年拉菲羅安德烈與夥伴共同創辦Kiva公司，他帶領研發團隊從系統架構開始，到機器人設計、導航、定位，以及控制演算法設計，在Amazon尚未併購Kiva公司之前，在美國就已經有超過1,000臺Kiva機器人上線運作，而這家僅約300人的Kiva公司，幫助諸多著名的公司如知名服飾品牌GAP、美國最大的藥品零售通路Walgreens、跨國辦公室用品通路Staples等，在歐洲及美洲部署超過30間的自動化物流倉儲。

而之所以拉菲羅安德烈有如此堅強的實作能力，大部份歸功於研究所的訓練，他在加州理工大學研究所專攻系統控制領域，並同時執行了兩項性質截然不同的研究計畫，其一是非常理論的最佳化系統設計，另一項則是非常應用研究，以脈衝氣流噴射消除噴射引擎之不穩定性。這樣的經歷讓他在完成博士學位後，直接取得康乃爾大學助理教授的職位，而且獲得機器足球員的系統工程計畫贊助，不負眾望的，帶領康乃爾大學獲得四屆世界機器足球員比賽冠軍。

除了自動化倉儲系統以外，拉菲羅安德烈還有許多超乎想像的研究，其中知名的還有四軸無人飛行器的應用，甚至曾經受非營利組織TED（Technology、Entertainment、Design）邀請，公開展示其成果。拉菲羅安德烈在現場架起10×10×10立方公尺的無人飛行器競技場（Flying Machine Arena，FMA）空間，並使用動作捕捉系統以每秒200幀的速度，偵測競技場中人以及無人飛行器等物體的運動，其敏感度能辨識每秒10公尺的快速移動，以及小至5公分的位移差，並指示對應無人飛行器作出反饋的動作。

而無人飛行器也有自我平衡的功能，不會因為外力而影響其穩定的飛行，例如在無人飛行器競技場中，人可以透過手勢的，命令無人飛行器翻轉飛行，當完成翻轉動作後便會馬上恢復平衡。甚至是放置一杯水在無人飛行器上，遙控其任意激烈飛行，無人飛行器都能在過程維持平衡，確保水杯中的水不潑灑出來。而多臺無人飛行器也能以演算法控制互相協同合作，按照輸入的模型藍圖，無人飛行器便能運送木磚，並精準的堆砌成相對應的立體裝置藝術。

拉菲羅安德烈從小他便展露出對於科學的熱愛，富有實驗精神的他，小時候曾經為了測量水壓，將磚塊綁在腳上，把自己沉到水底，用嘴咬著水管呼吸；甚至拿著雨傘從屋頂跳下，只是想要實際感受氣體動力學。他將一生都奉獻給了他所熱愛的科學，他目前是瑞士聯邦理工學院動力系統與控制技術的教授，其無人飛行器的研究成果，引發更多的可能性，雖然Amazon沒有透露，但是併購Kiva公司後，Prime Air計畫的應用也讓人有無窮的想像空間。

四軸無人飛行器靠著敏感的平衡系統，即使載著水杯飛行，水杯中的水也不會撒出來。照片來源／Raff aello D'Andrea網站

多臺四軸無人飛行器依照模型藍圖，在正確的位置上精準地擺放木磚，建造出與模型藍圖相對應的立體構造。照片來源／Raff aello D'Andrea網站

四軸無人飛行器可以在兩條平行線上穿梭，拉著另一條線執行編織的精密動作。照片來源／Raff aello D'Andrea網站