美國：機器人新技術(shù)路線圖提出新要求

　　10月31日發(fā)布的一份美國機器人新技術(shù)路線圖呼吁制定更好的政策框架，以安全地整合新技術(shù)進日常生活，如自動駕駛汽車和商用無人機。該文件還鼓勵增加人機交互領(lǐng)域的研究工作，使人們在年老的時候可以留在自己家里生活。它呼吁增加從小學(xué)到成人的關(guān)于STEM領(lǐng)域的教育內(nèi)容。

　　該路線圖的作者是來自全國各地的150多名研究人員，他們還呼吁研究創(chuàng)造更靈活的機器人系統(tǒng)，以適應(yīng)在制造業(yè)日漸增長的定制需要，包括從汽車到消費類電子產(chǎn)品。

　　美國機器人技術(shù)路線圖的目標(biāo)是確定研究人員怎么在美國的社會問題上做出貢獻和提出解決方案。該文件概述了機器人在不同領(lǐng)域的情況，從制造業(yè)到消費服務(wù)業(yè)，醫(yī)療保健，自動駕駛和國防。路線圖的作者提出了一些建議，以確保美國將在機器人領(lǐng)域繼續(xù)領(lǐng)先，無論是在研究創(chuàng)新，技術(shù)和政策方面。

　　“我們也要確保研究工作能真正解決現(xiàn)實生活的問題并能投入實踐，”HenrikI.Christensen說。Christensen是加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校的一位教授，計算機科學(xué)家，以及該文件的首席編輯。“我們需要確保我們正在對人們的生活造成影響。”

　　“路線圖”的第一版問世于2009，并導(dǎo)致奧巴馬總統(tǒng)創(chuàng)建了國家機器人計劃。由Christensen領(lǐng)導(dǎo)的研究人員在2013更新了該文件。他們現(xiàn)在在2016年美國總統(tǒng)大選之前重新審核了路線圖。

　　Christensen是加州大學(xué)圣地亞哥分校情景機器人研究所的主任，他在10月28日加州大學(xué)圣地亞哥校園內(nèi)舉辦的情景機器人論壇上給出了預(yù)覽路線圖的主要內(nèi)容。

　　這份100頁的文件主要強調(diào)了以下的研究結(jié)果和建議：美國機器人新技術(shù)路線圖對規(guī)定、研究和教育提出新要求。

　　自動駕駛的汽車

　　自動駕駛汽車

　　自動駕駛汽車領(lǐng)域現(xiàn)在的進展已經(jīng)遠遠超過了2013版路線圖的預(yù)測。但自動駕駛汽車仍然有幾個障礙要克服，研究人員說。“重要的是我們要意識到，人類司機每行駛1億公里就會發(fā)生一次致命事故，”Christensen說。“這已經(jīng)遠遠超出了自動駕駛汽車的事故率。”

　　自動駕駛汽車需要變得更像工業(yè)機器人，它應(yīng)該可以沒有人類干預(yù)的情況下自動運行了三年，他補充說。同時，自動駕駛汽車所使用的許多方法和技術(shù)需要變成一個統(tǒng)一的標(biāo)準。“系統(tǒng)集成可能不會獲得很多媒體的關(guān)注，但它卻是至關(guān)重要的，”Christensen說。

　　最后，地方、州和聯(lián)邦機構(gòu)需要制定政策和法規(guī)，確保這些汽車可以與人類司機安全地共享道路。法規(guī)和政策還需要對無人操作飛行器進行規(guī)范，它又稱為無人機。得到規(guī)范以后，無人機可以徹底改變我們空運貨物的方式、環(huán)境監(jiān)控等等。他們可以在自然災(zāi)害和恐怖襲擊中幫助應(yīng)急人員。

　　研究人員還需要研究如何更好地控制成群的無人機和機器人。“目前，我們依然需要一小群人來控制復(fù)雜的無人機。”這個操作比例應(yīng)該反過來，使得一個人足以控制一小群無人機或者其它種類的機器人。人類和機器人的交互應(yīng)該像樂隊指揮和演奏家之間的關(guān)系，“Christensen說。“每一個機器人需要足夠聰明，從指揮的提示中找到線索并完成自己的行為。”

　　健康監(jiān)護和家庭伴侶機器人

　　隨著發(fā)達國家的人口老齡化趨勢發(fā)展，一批家居機器人即將進入市場。例如，有50%的日本人口超過50歲。“我們需要幫助在家里不便出門的老人，”Christensen說。“機器人可以幫助我們到達目標(biāo)。”

　　為了達到這一目標(biāo)，機器人需要更加了解他們所處的環(huán)境，并變得更可靠?，F(xiàn)有的系統(tǒng)都配備了基本的導(dǎo)航技術(shù)。但長期自動運行和很少或根本沒有無需人工干預(yù)的機器人依然是我們的研究目標(biāo)。此外，家庭伴侶機器人需要能夠執(zhí)行更普遍的任務(wù)。

　　機器人的控制難易度也是很重要的，這方便每個人都能使用。例如，這要求機器人配備一個比電視遙控器更簡單的用戶交互界面。

　　“這機器人技術(shù)研究來說是一個很大的挑戰(zhàn)，”Christensen說。

　　近年來，定制產(chǎn)品的需求大幅增加，例如汽車。例如，一款高端的汽車可以定制數(shù)以百萬計的不同選項，從它的座椅顏色到電子設(shè)備的配置。因此，制造商們采用了越來越復(fù)雜的技術(shù)來驅(qū)動裝配線。這反過來又把許多工廠帶回美國。在過去的六年里，美國制造業(yè)增加了90萬個就業(yè)崗位。“機器人技術(shù)的大幅增長并不意味著失業(yè)率的增長，”Christensen說。

　　但是路線圖聲稱，工業(yè)機器人系統(tǒng)的發(fā)展必須克服兩個主要障礙。研究人員需要開發(fā)易用性強的用戶界面，經(jīng)過少量培訓(xùn)或者不經(jīng)過培訓(xùn)的工人都可以完成機器人操作。換句話說，用戶界面需要變得像電子游戲一樣簡單，Christensen說。

　　同時，機器人的操作技能需要大幅提高，至少能和一個年輕孩子的靈活性相比較?，F(xiàn)在，最先進的機器人已經(jīng)有一歲小孩的抓握能力了，Christensen說。

　　工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)

　　對于所有的應(yīng)用場景而言，其核心挑戰(zhàn)是將機器人系統(tǒng)與人類的操作還有協(xié)同機器人靈活地整合在一起。研究人員設(shè)想了一個物理系統(tǒng)，通過無線智能傳感器和智能芯片相連，構(gòu)建在工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)部。這將使機器人更容易了解他們的環(huán)境和與人類合作。同時，重要的是這些系統(tǒng)是安全的，不能輕易地被劫持或用于網(wǎng)絡(luò)攻擊。

　　亞馬遜是這個領(lǐng)域的前沿研究者，它有百分之40的應(yīng)用程序接口，即API，與物聯(lián)網(wǎng)相連，而且還是開源的，Christensen說。“這將創(chuàng)造一個全新的經(jīng)濟體，”他說。

　　教育

　　機器人系統(tǒng)將極大地改變家庭和工作的日常生活。因此，公眾和員工需要通過訓(xùn)練來學(xué)習(xí)與這些系統(tǒng)進行交互。訓(xùn)練在各個層次都有需求，從幼兒園到高中，還有技工學(xué)校。但重要的教育工作還需要放在幼兒園到第十二年級這個階段。Christensen說，現(xiàn)在有太多年輕人輟學(xué)，他們將被這一新興的機器人和物聯(lián)網(wǎng)經(jīng)濟所遺棄。

　　“我們需要讓人們學(xué)會使用機器人，”他說。“我們需要意識到，現(xiàn)在我們?yōu)闄C器人設(shè)計的大部分交互接口是不容易使用的。”

　　共享的機器人基礎(chǔ)設(shè)施

　　研究人員還呼吁在美國建立一個共有和共享的機器人研究基礎(chǔ)設(shè)施。研究網(wǎng)絡(luò)將擴大現(xiàn)有的設(shè)施，重點研究和測試自動駕駛技術(shù)，醫(yī)療機器人、微型和納米機器人、農(nóng)業(yè)機器人、無人機、水下機器人。每個設(shè)施將需要約300萬美元以轉(zhuǎn)變成一個共享設(shè)施。

　　“我們需要投資，以確保美國在機器人技術(shù)領(lǐng)域保持領(lǐng)導(dǎo)者地位，”Christensen說。