美国制造业智能机器人发展迅速

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在过去的五六年里,美国制造业新增了60万个工作岗位。同时,我们发现工业机器人在工业中的使用比例也有了很大的提高。过去三年的每个季度,机器人的销量都创造了新的记录,美国从来没有过这么多的机器人。
 

主要的新增长点在于与人合作的合作机器人。协作系统的新标准(ISO 10218和ISO/TS 15066)提供了一个框架,它有助于如何为不同的任务设计这些系统。

 

随着技术的发展,传感器和处理器变得更加高效,机器人行业发生了一场工业革命。产品变得更加灵活和易于操作。然而,机器人的设计、应用和部署仍然相对简单。目前,该行业仍然缺乏一个使用现代设计、部署更多传感器、对未经训练的人更灵活的机器人系统。人机交互系统还需要进一步发展。机器人操作系统的主要局限性是缺乏灵活的抓取机制,导致目前的机器人无法广泛应用于日常生活。我们需要对材料、集成传感器和规划/控制方法进行新的研究,使机器人能够实现接近人类婴儿的灵活性。

机器人的应用不仅限于制造业,物流行业也受益于新技术的发展。电商年增长率超过40%,亚马逊快递、优步食品等新服务层出不穷。这些商业模式是新技术的产物。最近,我们看到UPS正在试验无人驾驶车辆用于最后一英里包裹递送。为了实现每天数百万件物品的配送,人们需要一个健壮灵活的机械臂,同时也需要一个能够以每小时30英里的速度穿越仓库的自动化平台。这些应用需要研究人员投入资金研发多机器人协调系统,构建先进的计算机视觉识别和建模系统。其他专业服务,如办公室和商店清洁系统,发展缓慢,对机器人来说,放置商店货架是一项非常复杂的任务。基础导航系统已经出现,但这一领域的主要挑战是建立一个长期无人监控的自动系统。这些专业系统大多还是没有好的用户界面,非专业人士无法掌握。

在国内市场,销售最多的产品是吸尘器和地板清洁机器人。最近,我们看到了家庭伴侣机器人的出现。其中包括运送货物的机器人和帮助教育儿童的机器人。伴随的浪潮即将出现,几乎所有这样的系统只能完成有限的任务。如果我们想让孩子接受真正的教育,让老人在家独立生活,陪伴机器人还需要在情境感知、稳定性和服务类型上有更大的突破。

新一代自动驾驶系统已应用于汽车、飞机、水下和空探测器。司机每1亿英里就有一次致命事故,自动驾驶汽车远没有这样的安全记录。对于航空空系统来说,民用空领域的重新规划是一个重要问题,但无人机确实为运输和环境监测创造了新的方式。在Tai 空的探索领域,主要的挑战是从遥远的行星上获取样本并带回地球。这些任务要求机器系统可以由人类操作员灵活控制。

工业4.0和工业互联网中出现的新标准将帮助我们获得廉价和流行的通信机制,并应用更多分布式计算和智能系统的新架构。物联网将创造更智能的体验环境,新的机器人系统将大大提升用户体验。设计这个复杂的系统,保证系统的稳定性、可扩展性和高交互性是非常重要的。我们看到新的方法和系统设计已经进入应用范围,机器人的宏观概念和基本行为将得到改善。

我们已经看到了将新系统引入我们日常生活和工作的趋势。与此同时,员工培训变得越来越重要。新的劳动力培训需要在各个层面进行,从初中教育到技工学校,最后到各个学院。这些培训不仅可以留在学校,还可以覆盖年轻人。他们需要深入社会的每个角落。它是新技术造福人类的前提。

最后,我们应该考虑将新技术纳入美国现有的法律框架,以确保这些技术不会带来风险,让机器人真正成为我们日常生活中的伙伴。

路线图文档

路线图包含机器人不同用例的章节,包括制造转型、下一代消费者和专业服务、医疗保健、公共安全、地质勘探等。在单独的一章中详细分析了这些字段中的每一个。在接下来的章节中,为整个领域制定了一个整体的研究路线图。一些章节集中在劳动力发展,法律和道德问题,以及使用这些技术的经济环境。最后一章讨论了如何使用主要的共享基础设施来帮助机器人研究。

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