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| 本文作者： 晴天 | 2016-11-17 16:34 |
上個月，全新版《美國機器人路線圖》發布。這份由全美 150 多位研究者共同完成的報告呼吁：國家應該在新技術的安全集成方面制定更好的政策框架以保證我們每日生活的安全運轉。文件發布的目的，除了希望借此確定研究者是否真的能夠對社會產生積極影響并切實解決一些社會問題，更是希望確保美國在全球機器人領域中保持創新、技術、政策等方面的全方位領導地位。
事實上《美國機器人路線圖》的首份報告早于 2009 年發布，當時這份報告的發布直接促使奧巴馬政府后期啟動了《國家機器人計劃》。2013 年，由 Christensen 帶領的研究者團隊更新了文件內容，并在今年的總統大選之前對路線圖進行了重審與修訂。
在這份全新的報告中，專家們認為 STEM 領域的教育應該從“娃娃抓起”、“全民學習”。除提倡加強人機交互領域的研究力度發展智能機器，使人們能夠老有所依之外，專家們也呼吁進行更靈活的機器人系統研究以適應各領域中日益增漲的定制化生產服務需求。
具體內容方面，這份 100 頁的文件對機器人技術的廣泛應用場景做了綜述，其中包括有制造業、消費者服務業、醫療保健、無人駕駛汽車及其防護，其中的重要發現與建議如下文所述。
圖片來源：nuTonomy
雖然無人駕駛汽車的進步程度已遠遠超過專家們 2013 年時在路線圖中的預測，但是這個領域仍然面臨重重障礙。Christensen 說道：“重要的地方在于我們得知道人類的平均無事故里程可達一億英里，但是要設計出具備相似性能的汽車卻絕非易事。”
無人駕駛汽車得更像工業機器人那樣耐用，能夠在三年內完全自主行駛無需人為介入才行，他補充道。此外我們需要對無人駕駛汽車領域使用過的方法和技術統一標準，“系統集成可能并沒有那么引人注目，但卻不可或缺。”
最后，地方、州和聯邦機構需要制定法律法規，確保無人車能夠同時與有人駕駛汽車一起安全的在路上行駛。這些規定也應適用于無人機，如此一來無人機就能真正顛覆我們在日常空運、環境監控以及其他各方面的習慣，在自然災害與恐怖襲擊發生時成為現場急救員的好幫手。
研究者們也要在無人機和機器人的集群控制方面做出更多努力。“目前能夠操控復雜無人機的人數量尚少，以后就要變成一個人就可以控制一小群無人機和其他一些自主機器人了。人與機器的交互應當如同樂隊指揮與演奏家之間的關系一樣”， Christensen 說，“演奏者本身需要足夠聰明才能明白指揮者的意圖并且將之表現出來。”
發達國家人口老齡化程度日漸提高，因此大量陪伴機器人將會進入這一市場。以日本為例，國內半數的人口年齡都已超過 50 歲。“我們需要幫助這些老人在家中正常生活，機器人可以幫助我們實現這一點。”
圖片來源：Fraunhofer IPA
想要實現這個目標，機器人就要對周圍環境具備更好的識別能力，可靠性要求也會更高。現有系統一般都有基礎導航模塊，但是長期在少人或無人介入的情況下工作依然尚未實現。此外，家庭陪伴機器人還要能執行更為廣范任務。
易控性對于機器人產品來講也是尤為重要，這樣一來產品才能被每個人接受。這就意味著以家庭護理機器人為例，機器人就需要一個簡單易用的操作界面了。機器人研究者們還有很長的路要走。
圖片來源：加州大學圣地亞哥分校
近年來，汽車一樣的產品定制化需求增量迅猛。例如，一輛高端汽車可有無數不同的配置選擇，從座位顏色到電子器件配置通通包含。結果就是制造商的產品生產線需要日益復雜的技術來實現上述需求，這樣一來許多工廠就又轉回到了美國。在過去的 6 年中，美國制造業已經增加了九十萬工作崗位。“機器人的激增并不一定意味著人類的失業。”
但是這種工業機器人系統的擴張必須克服兩大障礙，路線圖中已經說明。研究者需要開發出即使在少量或者未經訓練情況下也能讓工人操作的用戶界面。換句話說，用戶界面得更像電子游戲那樣容易上手。
此外，機器人操作技能也要大幅改進，最不濟也得與一個小孩子的靈活性相當。現在最高級的機器人已具備一歲小孩相當的抓取能力。
對于所有的應用而言，它們面臨的核心障礙都在于機器人系統的復雜整合，這些機器人系統需要與操作人員與合作者一同工作。
研究人員設想了一種環境，其中的物理系統通過智能傳感器和智能芯片在工業物聯網內無線連接。這就使機器人更容易在工作環境中導航并且與人類一同工作。同時，保障這些系統的安全性也相當重要，這樣它們就不會受網絡劫持或網絡攻擊的侵害。
亞馬遜在這一方面做得最好，他擁有 40％ 的IoT相關的開源應用程序接口或 API，在 Christensen 看來這將創造一種全新的經濟現象。
機器人系統將在未來幾年內顯著改變家庭和工作的日常生活，大眾也因此需要接受一些訓練以便與這些系統進行交互。接受訓練的人不分年齡大小 – 從幼兒園到高三以及大學之前的中專學院都應參與。 但大多數教育工作需要集中在幼兒園至高三年級。 Christense 認為太多的年輕人從高中退學，他們將被機器人和物聯網背景下新經濟所遺忘。
“我們需要教會人們怎樣使用機器人，”他表示，“我們需要意識到，我們現在為機器人系統設計的大多數接口實際上并不好上手。”
研究人員呼吁在美國建立互通共享的機器人研究基礎設施。今后研究范圍將擴大很多，研究者將主要進行無人駕駛、醫療保健機器人、微型和納米機器人、農業機器人、無人機和水下機器人的測試，每個預設點大約需要 300 萬美元才能改造成功。
ps: 2016 年美國機器人路線圖由國家科學基金會，加州大學圣地亞哥分校，俄勒岡州立大學和佐治亞理工學院部分贊助。
完整文件下載地址：http://jacobsschool.ucsd.edu/contextualrobotics/docs/rm3-final-rs.pdf
via robohub
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