美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)聯(lián)合美國(guó)國(guó)防部、國(guó)防部高級(jí)研究計(jì)劃局、空軍科學(xué)研究辦公室、能源部等政府機(jī)構(gòu)發(fā)布了《國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃2.0》,將在先期計(jì)劃的基礎(chǔ)上重點(diǎn)發(fā)展協(xié)作式機(jī)器人。
該計(jì)劃的目標(biāo)是支持基礎(chǔ)研究,從而加快美國(guó)在協(xié)作型機(jī)器人開(kāi)發(fā)和實(shí)際應(yīng)用方面的進(jìn)程。之前制定的《國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃》側(cè)重于機(jī)器人創(chuàng)新研究,重點(diǎn)是如何讓協(xié)作型機(jī)器人與人類(lèi)伙伴建立共生關(guān)系。
而《國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃2.0》則側(cè)重于更廣泛的問(wèn)題:由多人多機(jī)器人組成的各個(gè)團(tuán)隊(duì)之間如何有效互動(dòng)和協(xié)作;機(jī)器人如何促進(jìn)在各種環(huán)境下完成各種任務(wù),并且將硬件和軟件改動(dòng)控制在最小范圍;如何利用來(lái)自云、其他機(jī)器人和人的海量信息讓機(jī)器人更有效地學(xué)習(xí)和工作;如何讓機(jī)器人的硬件和軟件設(shè)計(jì)確保可靠運(yùn)行。
此外,該計(jì)劃還支持通過(guò)創(chuàng)新方法構(gòu)建機(jī)器人學(xué)知識(shí)并將之融入教育課程,通過(guò)教育途徑壯大機(jī)器人學(xué)研究隊(duì)伍,探索廣泛存在的協(xié)作型機(jī)器人對(duì)人類(lèi)未來(lái)的社會(huì)、行為和經(jīng)濟(jì)影響。該計(jì)劃鼓勵(lì)學(xué)術(shù)界、行業(yè)、非營(yíng)利機(jī)構(gòu)及其他組織合作,在基礎(chǔ)科學(xué)工程、技術(shù)開(kāi)發(fā)、部署和使用之間建立更緊密的聯(lián)系,此外還將考慮一些可為擬議的研究和教育活動(dòng)帶來(lái)重要價(jià)值的國(guó)際合作項(xiàng)目。
為實(shí)現(xiàn)《國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃2.0》的愿景,該計(jì)劃將劃撥資金支持機(jī)器人科學(xué)與技術(shù)基礎(chǔ)研究,以及集成機(jī)器人系統(tǒng)領(lǐng)域的創(chuàng)新研究。雖然學(xué)科研究是基礎(chǔ),但《國(guó)家機(jī)器人計(jì)劃2.0》還將支持跨學(xué)科項(xiàng)目,其重點(diǎn)是擴(kuò)展協(xié)作機(jī)器人之間的交互。對(duì)實(shí)現(xiàn)整體計(jì)劃目標(biāo)具有決定性影響的主要研究主題如下:
1.協(xié)作:
讓機(jī)器人與其他各方(人或機(jī)器人)有效協(xié)作;
讓機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)分布式感知、行動(dòng)、計(jì)劃和學(xué)習(xí);
讓機(jī)器人高效學(xué)習(xí)直接經(jīng)驗(yàn)、人類(lèi)、其他機(jī)器人和數(shù)字媒體提供的信息;
讓機(jī)器人能夠與其他各方(人或機(jī)器人)進(jìn)行交流、指導(dǎo)。
2.交互:
讓機(jī)器人能夠與新用戶(hù)交互,包括語(yǔ)言和非語(yǔ)言交流;
使機(jī)器人能夠與專(zhuān)家有效交互,包括遠(yuǎn)程交互;
使機(jī)器人能夠可靠地識(shí)別和預(yù)測(cè)其他人的行為和活動(dòng);
研究機(jī)器人的社交智能,包括心智模式、觀點(diǎn)獲取和共同注意能力;
研究人類(lèi)對(duì)普適協(xié)作機(jī)器人的信任問(wèn)題。
3.可擴(kuò)展性:
研究易于自定義的機(jī)器人,以在各種情況下實(shí)現(xiàn)各種任務(wù);
研究易于個(gè)人化的機(jī)器人,以便與各種人交流;
研究可組合使用的硬件或軟件,以支持普適協(xié)作機(jī)器人的開(kāi)發(fā);
研究數(shù)據(jù)管理方法,用以管理機(jī)器人生成/使用過(guò)的數(shù)據(jù),尤其是各方共享的數(shù)據(jù);
研究硬件和軟件策略,降低故障頻率,避免機(jī)器人突然失靈。
4.實(shí)際體現(xiàn):
研究可促進(jìn)普適交互且安全的設(shè)計(jì)和材料(如柔性機(jī)器人);
促進(jìn)物理協(xié)作(包括端對(duì)端、協(xié)作操控以及增強(qiáng)人類(lèi)能力);
研究物理信息收集、傳感模式以及協(xié)作和分布式傳感技術(shù);
研究其他可選的人機(jī)通信模式(如聲音、手勢(shì)、視覺(jué)、動(dòng)作、觸覺(jué)),以加強(qiáng)團(tuán)隊(duì)成員之間的合作。
5.降低準(zhǔn)入門(mén)檻:
研究具有創(chuàng)新價(jià)值的機(jī)器人編程語(yǔ)言/范例;
針對(duì)軟件、硬件和系統(tǒng)開(kāi)發(fā)強(qiáng)大易用的基礎(chǔ)架構(gòu);
通過(guò)技術(shù)開(kāi)發(fā)促進(jìn)物理試驗(yàn)臺(tái)共享,尤其是可使現(xiàn)有測(cè)試臺(tái)更具開(kāi)放性的技術(shù);
開(kāi)發(fā)可共享的資源,如軟件和數(shù)據(jù)。
6.社會(huì)影響:
研究普適協(xié)作機(jī)器人對(duì)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)平等的影響;
研究必要的經(jīng)濟(jì)和管理政策;
研究與普適協(xié)作機(jī)器人有關(guān)的倫理道德和法律問(wèn)題;
研究人機(jī)團(tuán)隊(duì)協(xié)作、整合、合作、員工操作培訓(xùn)等問(wèn)題;
開(kāi)發(fā)協(xié)作機(jī)器人在教育行業(yè)的創(chuàng)新性用途。