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                美國最新機器人路線圖出爐

                文章出處:網責任編輯:作者: 人氣:-發表時間:2016-11-11 16:42:00

                   近日,美國的150多位學界和產業界的專家共同完成了一份《美國機器人路線圖》報告,用來幫助國會搞清楚如何分配基金、鼓勵創新、保證人類安全,最重要的是如何保證美國的全球領導地位。

                  美國機器人路線圖首份報告發布于2009年,當時啟發了奧巴馬政府在2011年啟動《國家機器人計劃》。今年的版本更為詳盡,包含了更詳細的技術建議,全部內容大約有100多頁。機器之心對此報告的執行摘要進行了編譯,對機器人發展感興趣的讀者可點擊閱讀原文下載完整版報告。

                  機器人行業已經經歷了50年歷程,我們使用機器人去完成那些骯臟、無趣或危險的工作已經有半個世紀之久。在這段時間里,工業形勢獲得了很大改變,機器人從輔助機械發展到自動駕駛汽車,環境監測和太空探測器。信息技術的力量已經滲透進了所有行業。機器人的應用是一個新的產業革命,如今我們不僅擁有平板電腦,手機,計算機,而且擁有各種機器系統,它們可以幫助我們完成家務,工作,進行休閑活動。

                  說到過去的機器人,我們總會想到巨大的機械輔助系統。隨著計算機硬件的不斷發展,現代的用戶界面和傳感器已經允許新的機器人去做以前無法想象的事了。技術的融合催生了產業革命,機器人技術開始進入人們的日常生活。

                  九年以前,亞特蘭大的機器人科學和系統會議(RSS)啟動了制定綜合路線圖的過程。在計算社區聯盟(CCC)的幫助下,來自工業界和學界的120人團隊開始制定路線圖。這份路線圖于2009年5月提交給國會和政府機構。催生了國家機器人計劃(NRI)的創建,它是NSF,NASA,USDA和NIH共同努力的結果。NRI于2011年啟動,最近的剛剛度過成立的第五年。在2013年,NSF和CCC的制定了路線圖的修訂版。

                  在過去幾年中,我們在制造業,醫療應用、無人駕駛汽車和無人機上的機器人技術,以及監視系統,通信系統,顯示器和基礎計算等核心技術方面取得了巨大的進步。所有這些促成了本次路線圖的更新。在NSF的支持下,8月22和23日在俄勒岡州波特蘭舉行了兩次研討會,9月21至22日,另一次研討會在亞特蘭大舉行。來自學術界和研究機構的50位專家們審查了2013年路線圖,并評估了近期發展情況,為路線圖的更新進行了探討。

                  本文件概述了目前社會在發展中的機遇,亟待解決的問題,同時介紹了美國政府為保持機器人產業領先地位所做的努力。美國將繼續支持創新研究,并會把最新技術規范在法律框架下,以確保這些技術被合理地應用。

                  主要發現

                  在過去五六年中,美國制造業出現了60萬個新增崗位。而在同一時期,我們發現工業機器人在工業中應用的比例也有了很大的提高。過去三年中的每個季度,機器人的銷售量都在創造新的記錄,美國從未有過如此數量的機器人。

                  最主要的新增長點在于與人協作的協作機器人。協作系統的新標準(ISO10218andISO/TS15066)提供了一個框架,為如何設計這些用于不同任務的系統提供了幫助。

                  隨著技術的發展,傳感器和處理器變得更加高效,機器人工業出現了產業革命,產品變得更加靈活,易于操作。但是,機器人的設計應用和部署仍然相對簡單。目前業界仍然缺乏使用現代設計,部署更多傳感器,更加靈活的機器人系統,以供未經訓練的人使用。人機交互系統仍需要進一步發展。機器人操作系統中的主要限制在于缺乏靈活的抓握機構,這導致目前的機器人還不能在日常生活中廣泛應用。我們需要對材料,集成傳感器和計劃/控制方法進行新的研究,以使機器人能夠達到接近人類幼兒的靈活性。

                  機器人的應用并不僅限于制造業,物流行業也在新技術的發展中受益。電子商務每年的增長率超過40%,AmazonExpress,UberFood等新服務層出不窮,這些商務模式都是新技術出現的產物。最近我們看到UPS正在試驗用無人車輛進行最后一英里包裹配送。為了實現每天上百萬件物品的配送,人們需要穩健靈活的機械臂,同時也需要自動平臺能夠在倉庫中以每小時30英里的速度穿行。這些應用要求研究者對多機器人協調系統投入研發力量,構建先進的的計算機視覺識別和建模系統。其他的專業服務,如辦公室和商店的清理系統正在緩慢地發展,商店貨架的擺放對于機器人來說是一項十分復雜的任務?;A導航系統已經出現,但這方面的主要挑戰是構建長期無需人類監視的自動系統。大多數此類專業系統仍然沒有良好的用戶界面,不能被非專業人士掌握。

                  在家用市場中,銷售最多的產品是吸塵和地板清潔機器人。最近我們看到了家庭伴侶機器人的出現。這其中包含遞送物品的機器人,和輔助教育兒童的機器人。伴侶機器人的風潮即將出現,幾乎所有此類系統都只能完成有限的一些任務。如果我們想要讓兒童接受真正的教育,讓老人在家中能夠獨立生活,伴侶機器人仍需要在情景意識,穩定性和服務種類方面有更大突破。

                  新一代的自動駕駛系統已經應用于汽車,飛機,水下和空間探測器中。人類駕駛員每1億英里出現一次致命事故,而自動駕駛汽車距離這樣的安全記錄還相去甚遠。對于航空系統而言,民用空域的重新規劃是重要問題,但無人機確實為運輸,環境監測等工作創造了新方式。在太空探索領域,主要的挑戰是從遙遠的行星上獲取樣品,并把它們帶回地球。這些任務要求機器系統能被人類操作者靈活掌控。

                  工業4.0和工業互聯網中出現的新標準將幫助我們獲得便宜普及的通信機制,應用更多分布式計算和智能系統的新架構。物聯網將會塑造更加智能化的體驗環境,新的機器人系統會在用戶體驗方面有很大提高。設計這種復雜的系統,保證它穩定,可擴展和高交互性非常重要,我們已經看到新的方法和系統設計進入應用范圍,機器人的宏觀概念和基本行為都會得到改觀。

                  我們看到了將新系統引入日常生活和工作中的趨勢,與此同時,員工培訓也在變得越來越重要。新的勞動力培訓需要在所有層面上展開,從初高中教育到技校,最后到各類學院。這些訓練不能僅僅停留在學校里,也不能僅僅覆蓋年輕人,它需要深入社會的每一個角落。它是新技術造福人類的前提。

                  最后我們還要考慮將新技術納入美國現有的法律框架中,以保證這些技術不會存在風險,讓機器人在日常生活中能夠真正成為我們的伙伴。

                  路線圖文檔

                  該路線圖包含的章節針對機器人技術的不同使用案例,包括制造業轉型、下一代消費者和專業服務、醫療保健、公共安全、地質探索等等。這些領域的每一個都在獨立的章節中進行了詳細的分析。隨后的一章節對整個領域做了一個整體研究路線圖。有些章節關注勞動力開發,法律道德問題的探討,使用這些技術的經濟環境。最后一章節討論了用主要共享基礎設施來幫助機器人研究。

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