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美國機器人:新技術路線圖提出新要求

未知 2019-07-27 10:53

  10月31日發布的一份美國機器人新技術路線圖呼籲制定更好的政策框架,以安全地整合新技術進日常生活,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域的研究工作,使人們在年老的時候可以留在自己家裡生活。它呼籲增加從小學到成人的關于STEM領域的教育内容。

  該路線圖的作者是來自全國各地的150多名研究人員,他們還呼籲研究創造更靈活的機器人系統,以适應在制造業日漸增長的定制需要,包括從汽車到消費類電子産品。

  美國機器人技術路線圖的目标是确定研究人員怎麼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域的情況,從制造業到消費服務業,醫療保健,自動駕駛和國防。路線圖的作者提出了一些建議,以确保美國将在機器人領域繼續領先,無論是在研究創新,技術和政策方面。

  我們也要确保研究工作能真正解決現實生活的問題并能投入實踐,HenrikI.Christensen說。Christensen是加利福尼亞大學聖地亞哥分校的一位教授,計算機科學家,以及該文件的首席編輯。我們需要确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,并導緻奧巴馬總統創建了國家機器人計劃。由Christensen領導的研究人員在2013更新了該文件。他們現在在2016年美國總統大選之前重新審核了路線圖。

  Christensen是加州大學聖地亞哥分校情景機器人研究所的主任,他在10月28日加州大學聖地亞哥校園内舉辦的情景機器人論壇上給出了預覽路線圖的主要内容。

  這份100頁的文件主要強調了以下的研究結果和建議:美國機器人新技術路線圖對規定、研究和教育提出新要求。

自動駕駛的汽車

  自動駕駛汽車

  自動駕駛汽車領域現在的進展已經遠遠超過了2013版路線圖的預測。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1億公裡就會發生一次緻命事故,Christensen說。這已經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機器人,它應該可以沒有人類幹預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需要變成一個統一的标準。系統集成可能不會獲得很多媒體的關注,但它卻是至關重要的,Christensen說。

  最後,地方、州和聯邦機構需要制定政策和法規,确保這些汽車可以與人類司機安全地共享道路。法規和政策還需要對無人操作飛行器進行規範,它又稱為無人機。得到規範以後,無人機可以徹底改變我們空運貨物的方式、環境監控等等。他們可以在自然災害和恐怖襲擊中幫助應急人員。

  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複雜的無人機。這個操作比例應該反過來,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該像樂隊指揮和演奏家之間的關系,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。


  健康監護和家庭伴侶機器人

  随着發達國家的人口老齡化趨勢發展,一批家居機器人即将進入市場。例如,有50%的日本人口超過50歲。我們需要幫助在家裡不便出門的老人,Christensen說。機器人可以幫助我們到達目标。

  為了達到這一目标,機器人需要更加了解他們所處的環境,并變得更可靠。現有的系統都配備了基本的導航技術。但長期自動運行和很少或根本沒有無需人工幹預的機器人依然是我們的研究目标。此外,家庭伴侶機器人需要能夠執行更普遍的任務。

  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。

  這機器人技術研究來說是一個很大的挑戰,Christensen說。

  近年來,定制産品的需求大幅增加,例如汽車。例如,一款高端的汽車可以定制數以百萬計的不同選項,從它的座椅顔色到電子設備的配置。因此,制造商們采用了越來越複雜的技術來驅動裝配線。這反過來又把許多工廠帶回美國。在過去的六年裡,美國制造業增加了90萬個就業崗位。機器人技術的大幅增長并不意味着失業率的增長,Christensen說。

  但是路線圖聲稱,工業機器人系統的發展必須克服兩個主要障礙。研究人員需要開發易用性強的用戶界面,經過少量培訓或者不經過培訓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遊戲一樣簡單,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。現在,最先進的機器人已經有一歲小孩的抓握能力了,Christensen說。

  工業互聯網和物聯網

  對于所有的應用場景而言,其核心挑戰是将機器人系統與人類的操作還有協同機器人靈活地整合在一起。研究人員設想了一個物理系統,通過無線智能傳感器和智能芯片相連,構建在工業物聯網的内部。這将使機器人更容易了解他們的環境和與人類合作。同時,重要的是這些系統是安全的,不能輕易地被劫持或用于網絡攻擊。

  亞馬遜是這個領域的前沿研究者,它有百分之40的應用程序接口,即API,與物聯網相連,而且還是開源的,Christensen說。這将創造一個全新的經濟體,他說。

  教育

  機器人系統将極大地改變家庭和工作的日常生活。因此,公衆和員工需要通過訓練來學習與這些系統進行交互。訓練在各個層次都有需求,從幼兒園到高中,還有技工學校。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,現在有太多年輕人辍學,他們将被這一新興的機器人和物聯網經濟所遺棄。

  我們需要讓人們學會使用機器人,他說。我們需要意識到,現在我們為機器人設計的大部分交互接口是不容易使用的。

  共享的機器人基礎設施

  研究人員還呼籲在美國建立一個共有和共享的機器人研究基礎設施。研究網絡将擴大現有的設施,重點研究和測試自動駕駛技術,醫療機器人、微型和納米機器人、農業機器人、無人機、水下機器人。每個設施将需要約300萬美元以轉變成一個共享設施。

  我們需要投資,以确保美國在機器人技術領域保持領導者地位,Christensen說。

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