美国：机器人新技术路线图提出新要求

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10月31日发布的一份美国机器人新技术路线图呼吁制定更好的政策框架，以安全地整合新技术进日常生活，如自动驾驶汽车和商用无人机。该文件还鼓励增加人机交互领域的研究工作，使人们在年老的时候可以留在自己家里生活。它呼吁增加从小学到成人的关于STEM领域的教育内容。

该路线图的作者是来自全国各地的150多名研究人员，他们还呼吁研究创造更灵活的机器人系统，以适应在制造业日渐增长的定制需要，包括从汽车到消费类电子产品。

美国机器人技术路线图的目标是确定研究人员怎么在美国的社会问题上做出贡献和提出解决方案。该文件概述了机器人在不同领域的情况，从制造业到消费服务业，医疗保健，自动驾驶和国防。路线图的作者提出了一些建议，以确保美国将在机器人领域继续领先，无论是在研究创新，技术和政策方面。

“我们也要确保研究工作能真正解决现实生活的问题并能投入实践，”HenrikI.Christensen说。Christensen是加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一位教授，计算机科学家，以及该文件的首席编辑。“我们需要确保我们正在对人们的生活造成影响。”

“路线图”的第一版问世于2009，并导致奥巴马总统创建了国家机器人计划。由Christensen领导的研究人员在2013更新了该文件。他们现在在2016年美国总统大选之前重新审核了路线图。

Christensen是加州大学圣地亚哥分校情景机器人研究所的主任，他在10月28日加州大学圣地亚哥校园内举办的情景机器人论坛上给出了预览路线图的主要内容。

这份100页的文件主要强调了以下的研究结果和建议：美国机器人新技术路线图对规定、研究和教育提出新要求。

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自动驾驶汽车

自动驾驶汽车领域现在的进展已经远远超过了2013版路线图的预测。但自动驾驶汽车仍然有几个障碍要克服，研究人员说。“重要的是我们要意识到，人类司机每行驶1亿公里就会发生一次致命事故，”Christensen说。“这已经远远超出了自动驾驶汽车的事故率。”

自动驾驶汽车需要变得更像工业机器人，它应该可以没有人类干预的情况下自动运行了三年，他补充说。同时，自动驾驶汽车所使用的许多方法和技术需要变成一个统一的标准。“系统集成可能不会获得很多媒体的关注，但它却是至关重要的，”Christensen说。

最后，地方、州和联邦机构需要制定政策和法规，确保这些汽车可以与人类司机安全地共享道路。法规和政策还需要对无人操作飞行器进行规范，它又称为无人机。得到规范以后，无人机可以彻底改变我们空运货物的方式、环境监控等等。他们可以在自然灾害和恐怖袭击中帮助应急人员。

研究人员还需要研究如何更好地控制成群的无人机和机器人。“目前，我们依然需要一小群人来控制复杂的无人机。”这个操作比例应该反过来，使得一个人足以控制一小群无人机或者其它种类的机器人。人类和机器人的交互应该像乐队指挥和演奏家之间的关系，“Christensen说。“每一个机器人需要足够聪明，从指挥的提示中找到线索并完成自己的行为。”

健康监护和家庭伴侣机器人

随着发达国家的人口老龄化趋势发展，一批家居机器人即将进入市场。例如，有50%的日本人口超过50岁。“我们需要帮助在家里不便出门的老人，”Christensen说。“机器人可以帮助我们到达目标。”

为了达到这一目标，机器人需要更加了解他们所处的环境，并变得更可靠。现有的系统都配备了基本的导航技术。但长期自动运行和很少或根本没有无需人工干预的机器人依然是我们的研究目标。此外，家庭伴侣机器人需要能够执行更普遍的任务。

机器人的控制难易度也是很重要的，这方便每个人都能使用。例如，这要求机器人配备一个比电视遥控器更简单的用户交互界面。

“这机器人技术研究来说是一个很大的挑战，”Christensen说。

近年来，定制产品的需求大幅增加，例如汽车。例如，一款高端的汽车可以定制数以百万计的不同选项，从它的座椅颜色到电子设备的配置。因此，制造商们采用了越来越复杂的技术来驱动装配线。这反过来又把许多工厂带回美国。在过去的六年里，美国制造业增加了90万个就业岗位。“机器人技术的大幅增长并不意味着失业率的增长，”Christensen说。

但是路线图声称，工业机器人系统的发展必须克服两个主要障碍。研究人员需要开发易用性强的用户界面，经过少量培训或者不经过培训的工人都可以完成机器人操作。换句话说，用户界面需要变得像电子游戏一样简单，Christensen说。

同时，机器人的操作技能需要大幅提高，至少能和一个年轻孩子的灵活性相比较。现在，最先进的机器人已经有一岁小孩的抓握能力了，Christensen说。

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工业互联网和物联网

对于所有的应用场景而言，其核心挑战是将机器人系统与人类的操作还有协同机器人灵活地整合在一起。研究人员设想了一个物理系统，通过无线智能传感器和智能芯片相连，构建在工业物联网的内部。这将使机器人更容易了解他们的环境和与人类合作。同时，重要的是这些系统是安全的，不能轻易地被劫持或用于网络攻击。

亚马逊是这个领域的前沿研究者，它有百分之40的应用程序接口，即API，与物联网相连，而且还是开源的，Christensen说。“这将创造一个全新的经济体，”他说。

教育

机器人系统将极大地改变家庭和工作的日常生活。因此，公众和员工需要通过训练来学习与这些系统进行交互。训练在各个层次都有需求，从幼儿园到高中，还有技工学校。但重要的教育工作还需要放在幼儿园到第十二年级这个阶段。Christensen说，现在有太多年轻人辍学，他们将被这一新兴的机器人和物联网经济所遗弃。

“我们需要让人们学会使用机器人，”他说。“我们需要意识到，现在我们为机器人设计的大部分交互接口是不容易使用的。”

共享的机器人基础设施

研究人员还呼吁在美国建立一个共有和共享的机器人研究基础设施。研究网络将扩大现有的设施，重点研究和测试自动驾驶技术，医疗机器人、微型和纳米机器人、农业机器人、无人机、水下机器人。每个设施将需要约300万美元以转变成一个共享设施。

“我们需要投资，以确保美国在机器人技术领域保持领导者地位，”Christensen说。