揭秘|150位顶级专家捍卫美国全球领导地位,呕心编写《美国机器人路线》
近日，美国150多位学术界和产业界专家共同完成了一份《美国机器人路线图》报告，用来帮助国会搞清楚如何分配基金、鼓励创新、保证人类安全，进一步保证美国在全球的领导地位。
机器人大讲堂工作人员将该路线图的部分内容精简整理如下，如有需要了解报告详细内容的读者可以联系工作人员，下载相关内容。
机器人可以促进经济增长、提高人们生活质量和赋予人民权利
至今，机器人行业已经发展尽五十年，它从基本的机械辅助系统发展到完全自动驾驶汽车、环境监测以及外太空的探索，其行业发展迅猛。在过去的几十年中，我们已经看到了IT技术在我们日常生活中的巨大应用，而机器人的应用将会给我们带来一场新的革命，因为我们将不仅拥有来自平板电脑、手机、计算机的IT支持，更拥有能够辅助我们完成家务、工作和休闲的物理交互系统。
之前的机器人系统主要是机械支撑系统。而随着低廉成本的计算、用户界面和传感器技术的发展，机器人系统已经发展到之前难以想象的程度。多项技术的融合使得机器人技术革命性的应用到我们生活的各个方面。
九年前，在亚特兰大的机器人科学与系统会议（RSS）中启动了制定综合路线的过程。在计算社区联盟（CCC）的帮助下，来自工业界和学术界的120人开始共同制定路线。该路线图于2009年5月提交给国会和政府机构。并催生了2011年美国机器人计划（NRI）的创建，它是NSF、NASA、USDA和NIH多家机构共同努力的结果。2013年，NSF和CCC制定了该路线的修订版。
美国制造业的重组对美国经济增长的未来、创造新的就业机会和确保竞争力至关重要。这也反过来需要投资于基础研究、开发新技术、并将结果集成到制造系统中。
机器人是彻底改变制造业的关键变革性技术。由于保险和医疗保健成本，工人不再渴望在低水平的工厂工作，美国工人的成本一直在缓慢上升。而即使负担的起工人成本，人类技能也无法达到未来产品的要求。事实上，有效利用机器人将增加美国的就业机会，提高这些工作的质量，提高我们的全球竞争力。这些优势已经被NCR，思科，苹果，联想和特斯拉等公司在美国设立新工厂时认可。通过利用机器人和自动化，期望这样的支撑将继续蓬勃发展。
美国的制造技术路线图描述了通过开发机器人技术中的一套基本技术来开发制造业关键能力的愿景。每个关键能力源于制造中的一个或多个重要的广泛应用领域。如下图给出了基础研究和开发的主要技术领域。
该路线的所有部分都纳入了一个有凝聚力的计划，对于美国创造所需的振兴制造业是至关重要的。
服务机器人通常可以分为专业型和家庭服务机器人。专业服务机器人作为劳动力可以促进经济成倍增长，家庭服务机器人可以实现个人的自主权。
机器人技术的兴起和20世纪计算机科学的兴起对世界经济的影响有很多相似之处。像计算机硬件、机器人硬件的开发和生产都非常昂贵。用于机器人技术的软件组件类似于计算机中的操作系统。据此美国制定了机器人在未来5年、10年和15年内的发展计划：
5年：机器人通过接收人类指令，探索周围环境和物理作用来创建语义地图。机器人可以利用多种移动机制在非结构化的2D环境中安全的移动，并能执行简单的拾取、放置任务（相关对象来自有限的集合或者具有特定属性）。机器人还能推理出中等复杂性的任务。
主要体现在仓储物流机器人和自动驾驶汽车上。
10年：在外部模型不完整的情况下，机器人也能通过互联网数据库，可靠的计划和执行移动、操作任务等。机器人还能修改环境来实现其任务，例如移除障碍物、开灯等。
主要体现在商用服务机器人的使用，比如商用无人机；自动驾驶汽车在更加复杂环境中的应用。
15年：服务机器人将具有多种移动机制（腿、轨道、轮等），并且能在非结构化的动态环境中执行高速、无碰撞、移动操作等。他们能感知周围的环境，并对动态变化的环境做出强烈的反应。
主要体现在无人驾驶运输；自动驾驶汽车能够在任何人类驾驶的环境中行驶。
医疗保健机器人技术可能增加居民医疗服务的获得，解决医疗保健系统中关键人力短缺的问题。世界人口的20%以上有运动、认知和感觉损伤，随着人口的迅速老龄化，这一数字只会增加。
机器人技术有可能成为跨越多个卫生部门的创新性致胜法则。医疗保健机器人可以用于帮助残疾人、支持护理人员和帮助临床工作人员。同时医疗保健机器人还能改善患者的治疗结果、降低成本、使人们在生命周期中更健康、独立、具有独立生产的潜力。
完整的健康机器人系统必须能在人类环境中安全使用，并能可靠连续操作。系统能和家庭中的其他系统交互操作。医疗健康机器人需要新的有效规范，评估和认证的原则性测量工具和方法。
机器人可以帮助军事和紧急服务人员实现保护公民安全、阻止恶性事件发生、减少财产损失等目标。美国军方将加强公共安全的机器人称为无人系统，主要包括地面无人系统、空中无人系统和船舶无人系统。这些无人系统应用于避免核污染威胁、地质管道威胁和应用于国土关键基础设施的保护和检查。
在未来的无人系统中，可以通过实现多机协作来完成更多的任务。为了实现这一目标，国防部使用了联合能力领域（JCAs）框架，围绕这一框架，可以在整个国防部夸组合的进行能力调整。九个一级JCA各代表一组相关任务，通常是为了实现与该能力相关的期望效果而进行的。将当前和预计的无人系统映射到JCA，可以了解无人系统的组合，以及这些系统目前和将来如何能够为国防部和紧急服务任务做出贡献。
实现JCA任务所需的无人系统应具备以下能力：数据表示、智能感知、续航能力、强大的系统、敏捷致动器、分布式感知、个体自主、共享自主、控制、信息共享、人类状态评估以及团队协作等。