2016参考文献1-3 美国机器人发展路线图(中文版)
美国无人机系统路线图(2005-2030)中文版(部分)
无人机系统路线图(2005-2030)美国国防部部长办公室二OO五年八月八日(北京高博特广告有限公司组织翻译)编译说明2005年8月,美国国防部在其网站发布了其2000年以来的第三版,也是最新版有关无人机发展的指导性文献《无人机系统路线图2005-2030》。
该文献比较详细、全面地阐述了美国各种用途的无人机研制、作战使用情况,说明了美国对无人机的未来需求、技术实现途径、未来的发展规划和设想。
该文献英文版正文77页,11个附件,共约230页。
为及时了解、掌握国外无人机发展情况,推动我国无人机事业发展,为“尖兵之翼—2006中国无人机大会”提供有价值的参考资料,“尖兵之翼—2006中国无人机大会”组委会委托北京高博特广告有限公司组织军队和地方有关专业人员对该文献进行了翻译。
由于时间紧张只翻译了正文和前3个附录。
考虑到资料的完整性,现将英文版全部附上,供大家参考。
翻译中的不足之处敬请读者批评指正。
有关进一步需求可与北京高博特广告有限公司直接联系。
“尖兵之翼—2006中国无人机大会”组委会 二OO六年九月十六日联系人:孙柏山 电话:88587506-816国防部部长办公室华盛顿特区203012005年8月4日本文件作为一个备忘录,分送给各军事部门领导,包括:空军参谋长、陆军参谋长、海军陆战队司令、海军作战部长、国防预研局局长、国家地面与空间情报局局长。
主题:无人机系统路线图,2005-2030我们批准发布这个版本无人机系统路线图是因为:无人机系统自2001年秋季参与反恐战争以来,在军事作战中的使用迅速扩展。
无人机系统采用新战术、新技术、新方法改变了当前的作战空间,实现了对伊拉克和阿富汗进行的打击支援。
无人机系统不仅可提供持久的情报、监视和侦察能力,还可提供精确和及时的直接火力和间接火力。
作战指挥官需要更多的无人机系统。
我们面临的挑战是快速协调地整合这一技术以支援联合作战。
该路线图的中心目标是指导国防部推动无人机系统任务能力向最紧迫的作战需求实现合理的转移。
机器人技术路线图:从互联网到机器人(A Roadmap for US Robotics)
68
4.1. Architecture and Representations 68
4.2. Control and Planning
68
4.3. Perception 69
4.4. Robust, High-Fidelity Sensors
69
4.5. Novel Mechanisms and High-Performance Actuators 69
2. Strategic Findings 52
2.1. Principal Markets and Drivers
53
2.2. Near-Term Opportunities and Factors Affecting Commercialization 54
ii
A Roadmap for U.S. Robotics – From Internet to Robotics
May 21, 2009
A Roadmap for US Robotics
From Internet to Robotics
Organized by
Georgia Institute of Technology University of Southern California
Johns Hopkins University University of lvania University of California, Berkeley Rensselaer Polytechnic Institute University of Massachusetts, Amherst
2.5. Human-Robot Interfaces 76
2.6. Communications and Networking 76
2016年美国无人机发展大事记
2016年美国无人机发展大事记随着各国无人机应用的不断扩展,美国的不对称优势逐渐被打破,同时,“反介入”挑战威胁着美国传统的军力投射模式,在这种情况下,美国开始精心打造新技术的战略支配地位,其关键在于有能力驾驭当前“机器人革命”的优势,让数量庞大的低成本系统投入战场。
美国防部在2017~2021财年规划投入180亿美元,发展具有“抵消”作用的各项技术,其中低成本无人系统是预算材料中列出的7项技术之一。
2016年,集群化和小型化成为美国无人机发展热点,另外,武器化同样是其不懈追求的目标,特别是机载激光武器的研发成为未来实现无人机武器化的重要途径。
1路线图——提供政策性指导和技术性建议2016年5月美空军发布的其未来20年小型无人机发展路线图和2016年6月美国国防科学委员会(DSB)发布的关于自主技术的研究报告为美国无人机未来发展提供了宏观政策性指导和技术性建议。
(1)美空军发布《2016-2036年小型无人机系统飞行计划》无人机系统的不对称优势大大提高了美空军的作战效能。
然而,随着技术的快速发展,无人机系统在世界各国的普及,美空军的这种优势在逐渐消失。
为了维护美国的空前军事优势,满足作战需要,美空军正积极开展小型无人机系统(SUAS)创新应用研究。
2016年5月17日,美国空军正式发布了其未来20年小型无人机系统路线图——《2016-2036年小型无人机系统飞行计划》。
该计划明确了无人机系统的分类,总结了美国小型无人机系统的发展现状,预测了小型无人机未来的创新作战概念和作战任务,并给出了未来小型无人机发展在经济性、互操作性、模块化、安全、通信等系统特性方面的考量。
(2)美国防科学委员会发布自主技术研究报告《Summer Study on Autonomy》无人自主技术是武器装备在无人或少量人员介入条件下,自动执行、完成各种军事任务所需的核心技术。
随着无人装备在战场上开始大量应用,无人自主技术的研究进入快速发展阶段。
机器人的发展历程
论题:机器人的发展历程姓名:姚尧班级:机自10102班学号:201015010232机器人的发展历程科学技术是第一生产力,随着时代的进步,科技发展的日新月异,一种代替人们从事某些特殊工作的科技产品——机器人,已越来越受到人们的关注。
那么什么是机器人呢?人们一般的理解来看,机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置,或者叫自动化装置,它仍然是个机器,它有三个特点,一个是有类人的功能,比如说作业功能,感知功能,行走功能,还能完成各种动作,它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作,这里一个显著的特点,就是它可以编程,改变它的工作、动作、工作的对象,和工作的一些要求,它是人造的机器或机械电子装置。
但从完整的更为深远的机器人定义来看,应该更强调机器人智能,所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境,能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。
机器人的起源要追溯到3000多年前。
“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词,它体现了人类长期以来的一种愿望,即创造出一种像人一样的机器或人造人,以便能够代替人去进行各种工作。
直到四十多年前,“机器人”才作为专业术语加以引用,然而机器人的概念在人类的想象中却已存在三千多年了。
早在我国西周时代(公元前1066年~前771年),就流传着有关巧匠偃师献给周穆王一个艺妓(歌舞机器人)的故事。
春秋时代(公元前770~前467)后期,被称为木匠祖师爷的鲁班,利用竹子和木料制造出一个木鸟,它能在空中飞行,“三日不下”,这件事在古书《墨经》中有所记载,这可称得上世界第一个空中机器人。
东汉时期(公元25~220),我国大科学家张衡,不仅发明了震惊世界的“候风地动仪”,还发明了测量路程用的“计里鼓车”,车上装有木人、鼓和钟,每走1里,击鼓1次,每走10里击钟一次,奇妙无比。
三国时期的蜀汉(公元221~263),丞相诸葛亮既是一位军事家,又是一位发明家。
他成功地创造出“木牛流马”,可以运送军用物资,可成为最早的陆地军用机器人。
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服务机器人正在以高速的增长速度加速步入我们的日常生活。
根据IFR的最新统计,未来三年内,服务机器人市场规模将达到目前的5倍。
正是基于广阔的市场前景,美国国家科学基金会颁布了《美国机器人技术路线图》,其中服务机器人作为单独的一章重点论述。
知己知彼,了解美国服务机器人发展动向,可更好地帮助我们与时俱进。
上期,我们刊发了《美国服务机器人技术路线图(上)》,从美国服务机器人的发展现状、战略布局、面临的挑战等方面,详细梳理了服务机器人在美国以及全球发展的路径。
本期我们进一步深入,具体从应用场合、技术发展方向等层面,阐述下一阶段美国的策略,相信读完此文,你会对美国在服务机器人领域的规划,形成全方位的认识。
主要的挑战与能力
范例场景
● 生活品质
机器人技术,希望给老年人和残疾人的生活质量带来巨大的提升。
比如,一种革命性的输运移动解决方案能够让使用轮椅的残疾人士独立的进出车辆。
这种系统使依赖于轮椅的人,可以使用普通客车而不需要他人的帮助,因而赋予了他们以前不具备的独立和自由度。
这种系统提供了超过现有输运移动解决方案的显著优点,包括更低的成本,使用标准碰撞检测过的汽车座椅,更多的座驾选择,以及无需对车辆结构进行改装。
● 农业
在农业中,机器人技术也希望能够由大量的应用,帮助农民降低成本、提高生产率。
机械收割机和其他农业机械需要专业驾驶员进行有效工作,同时,诸如劳动力成。
美国空间机器人技术路线图(下)
和测试。
在复杂的空间结构如国际空间站,仅限于利用SSRMS进行攀登或定位。
此技术面临的挑战包括开发机器人并投送到人不便前往的区域,或建立人员流动系统以便将人类运送到这些具有挑战性的地方。
除了改善机制和提高力量外,进入极端地形还需要在机器人感知(传感器和算法)和车辆控制功能方面(伺服和策略)有重大改进。
感知对于检测和评估环境障碍、危害和限制是极为重要的。
抓取和锚定小行星及非协同运转对象在空间抓取物体需要一个机械手或某种正在进行翻转的对象。
类人类的灵巧机械手人类的手是很灵活的。
要使一种机器手能够具有等效的或更加优越的把握能力,同时避免增加有机器手接口的复杂性,能够为特定任务提供一种感知工具从而提升其能力。
灵巧性可以通过抓取类型、抓取规模、强度和可靠性一系列要素来判定。
在驱动和传感领域的发展过程中,我们将会面临的挑战主要是第一性原理。
其他次要挑战包括两点识别,接触定位,外部及内部驱动,相对于顺向驱动的反向驱动,速度/强度/电力,控88 机器人产业 | R OBOT I NDUSTRY MonogrAPhic Topics89| 2017年第1期Robot Industry等等),卢川 特约撰稿人中国科学院地质与地球物理研究所博士90机器人产业 | R OBOT I NDUSTRY空间机器人的研究与发展NASA机器人和自主系统技术路线图采用了推拉方法来确定能够增强或者提高其未移动性移动是指在环境中地点之间移动的能力,而不刻意改变环境。
例如在星球表面或者大气的各个地方之间的移动,或者到达地下某91| 2017年第1期Robot Industry,MonogrAPhic Topics的成功往往取决于可靠持续的操作,包括在环境中利用较少的时间进行长距离移动的能力。
相对于其它空间任务来说,质量和功耗在设计任务中是需要重点关注的部分。
在未来几十年内,尽管存在一些调整,用于星球探测的机器人移动工具将在性能上接近,甚至超越在地球上由人类驾驶的能够穿越极端环境达到研究区域的交通工具。
美国空间机器人技术路线图(上)
美国空间机器人技术路线图(上)作者:美国国家科学基金会来源:《机器人产业》2016年第06期人类对于外太空始终充满好奇。
从古代的嫦娥奔月到现在的天宫二号、神舟十一号。
据报道,我国将于2020年前将有史以来最贵的太空机器人送往太空。
而在该领域,美国无疑是先行者。
美国国家科学基金会颁布了一个为期十五年的机器人领域技术路线图,其中空间机器人作为单独的一章论述。
古往今来,在与生俱来的好奇心驱使下,人们对未知的探索欲从没有停止过。
历史证明,这种探索欲不仅有助于开拓新的领域,而且能促进经济的增长,从而进一步增强国家的综合实力。
正是对于新事物、新材料的探索,极大地促进了一个国家的经济发展。
从1958年开始,美国国家航空航天局(NASA)就担负着美国探索地球之外领域的重任,并取得了一系列重大突破,用实践证实了上述观点的正确性。
我们对太阳系(以及更远的星系)的认识,很大程度上归功于机器人探测器、飞行器、登陆车和漫游机器人。
这些机器人探测器代表着人类的智慧,穿越无穷的深空去探索、观测和访问遥远的宇宙。
这些机器人都装备有导航、探测传感器、用于进行控制和数据处理的机载航电设备、驱动及定位设备,它们能够在行星表面轨道上完成重大的科学与工程任务。
机器人技术、遥控操作机器人和自动化系统方面的研究,为上述功能提供了必要的技术支持。
空间机器人的战略重要性与意义放眼未来,NASA将会把机器人、遥控机器人和自动系统的研究作为重要策略。
美国于2010年6月28日发布的空间探测方案对此也有着重提及。
制定这一方针的目的是“追求人机协同的创造性”,以开发创新性的机器人技术,帮助NASA维持并发展机器人在太阳系探索中的应用,并为开展科学实验以及未来的有人操作任务做准备。
这一方案也同样指出了实现自动化技术的快速和持续发展,及其成熟应用于大量任务的需求。
这些任务还包括能够极大地加强空间探测能力和操作能力的空间电力高效管理系统等。
在所有NASA任务部门中,机器人和自动化系统早已发挥着重要作用。
美国空间机器人技术路线图(上)
并
年 第 “ 期 87
C T O P I C S I
和自主行为能力。探 索这 些洞穴和隧道需要 新的机器人技术 。 公 里级别 的着陆精度 能够满 足许 多任 务 需要 ,但如 果实现 米级精度的话 ,可 以引导
着陆器平 飞 , 并通过特 写 、鸟瞰视 角查看天
出洞后进入下一个天窗。
有办法到达火星进行地下探 测。 行星地下 ( 洞
穴) 探险的动机包括研究行星的起源 、 地质、
场景 2 :维 护 导航 点 设 施 的机 器 人 ( 航 点 设 备 管理 / 维护 机 器人 )
伴随着人类更加深 入的太空探索 ,发展导
生命迹象和人类居住的适宜程度等等。 最近 , 伴随着太阳 系中月球 、火 星及其他行 星的天 窗 的发现 ,使以往我们无法深入研 究某些天
有的民用和军用领域找到应用实例 ,从飞行器 到空气 质量传感器 , 从医疗卫生进步到维护执 法和个人安全的新材料等。NA S A的衍生技术 挽救了无数的生命 ,创造了大量的工作机会 ,
为企业和消费者节约了超过 6 2亿美元的成本。
据估计 , 直接和间接从 NA S A共享 出的技术,
体 的局面 正在改变。天窗 是陡峭的圆柱形或
航点设施被提上 日 程 ,其将作为一个到很多目
的地的起点 ( 如绕 月轨道空间 、月球 、近地小
中国 科学 院地 质 与地
统 。因此 ,N A S A已经 为机 器人和 自动化 系 统 制定了一份 专门的路线图 ,目标是 为未来
机器 人技术融人 教育以促进科 学 、技 术 、工 球物理 研究所博士 程和数学 的发展;增强服务领域 、应急响应、 危险环 境操作和排爆机器 人的任务执行能力
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美国制造业占了12%的全国GDP以及占有9%就业人员总数。
接近70%来自美国的进出口和制造业有关。
该行业代表了一个对国家经济健康非常重要的领域。
在过去的40年中,机器人应用方面取得了巨大的进步,特别是在汽车行业。
最近,电子行业已经成为主导行业。
在2011年,制造业的机器人销售增长了44%,这是美国生产系统复苏的一个明显原因。
在一些公司,机器人生产系统已经被用来作为生产制造的促进者,如苹果、联想、特斯拉、富士康等等。
机器人的应用正从一些大公司如通用、福特、波音、洛克希德·马丁公司等到中小型企业过渡,使得一次性产品的制造呈现爆发状态。
在《机器人技术能否让美国制造业腾飞?》一文中我们总结了机器人及自动化技术在美国制造业以及在美国经济中所占的重要地位,描述了机器人及自动化技术将在何处大大提高生产力,并展现了一个具有远见的研究与发展路线图,使美国的国家投资能够对这些重点研究领域起到推动作用。
美国国家科学基金会颁布了一个为期十五年的机器人领域技术路线图,制造业作为单独一张论述。
在报告中提出的研究计划将显著增强美国的制造业经济,将有利于形成一个受过良好训练的并具有高超技术的生产线,创造新的就业机会,并且将在美国经济的再次崛起起到重要的作用。
路线图研究流程
美国制造业技术路线图描述了制造业通过发展一系列机器人技术领域的基础技术使其关键能力得到发展的前景。
每一项关键能力都由一个或多个在制造业中广泛应用的领域发展而来,且都指向某些基础研发的主要技术领域(如下图)。
将路线图的内容整合为连贯的方案是非常重要的。
美国制造业机器人发展路线图
美国制造业机器人发展路线图口文/美国国家科学基金会口编译/卢川国联邦政府对制造产业的投资能够 振兴美国制造行业。
将美国国家资源的一小部分投入到制造业将获得极高的性价比,并且资源的高效生产将使美国的消费者受益,还能支 持在美国这个重要经济领域数以百万计的员 工。
这能确保美国在达到退休年龄的工作人 员比例逐年减少的情况下仍能保持经济的增68 | ROBOTINDUSTRY长。
制造业的研究与发展也会使卫生保健、 农业及交通运输业受益,并且加强美国的资 源、国防及能源安全。
在未来五十年,由此 产生的一系列研究活动将大大提高“美国制 造”的质量并且提升生产力。
这一战略已经 体现在美国政府主导的“先进制造伙伴关系”(AMP )与“国家制造业创新网络”(NNMI ) 计划中。
机器人技术是一个可以彻底改变制造业 的关键性革命技术。
美国的工人已经不再向 往工厂中的低端工作,同时由于社保及医疗 保险费用的增加,美国工人的人工成本也开 始增加。
即使我们能够负担工人的人工成本, 小型的、复杂的生命周期较短的工业机器人 产品依然需要扩大其适应性、精度、可靠性 等能够超越人类工人的技能。
先进的机器人 及生产自动化能够:1)保持本国知识产权及物质财富,否则 鋪选择离岸生产;2) 使制造业公司更具竞争力;3)能够提供开发、生产、维护及培训机 器人的相关岗位;4)允许工厂使用机器人团队,利用人类 与机器人的不同技能优势(人类的智慧与灵 巧,机器人的精度、强度及可重复性);5) 能够改善工作条件同时减少昂贵的医 疗费用;6)减少成品制造时间,使制造商更能配 合零售商需求的变化。
切实有效地使用机器人将会增加美国 人民的就业机会、提高相关工作的质量,提 升美国在全球的竞争力。
基于以上优势,NCR 、思科、苹果、联想、特斯拉等公司已经将它们新的工厂设置在美国境内。
它们期 望利用机器人技术及自动化技术支持其公司 继续蓬勃发展。
以上总结了机器人及自动化技术在美国 制造业以及在美国经济中所占的重要地位,描述了机器人及自动化技术将在何处大大提高生产力,并展现了一个具有远见的研究与 发展路线图,使美国的国家投资能够对这些重点研究领域起到推动作用。
美国医疗与保健机器人技术路线图(上)
美国医疗与保健机器人技术路线图(上)计划,其中医疗保障机器人发展规划作为其重要的一部分。
了解美国医疗与保障机器人技术发展方向,有利于我国在相关领域的迅速发展。
如今,医疗机器人已经在包括前列腺手术及心脏手术等外科手术领域获得了巨大的成功。
同时,机器人还被用于外伤康复与智能义肢来帮助人们重获丧失的身体机能。
远程医疗与辅助机器人医疗技术的出现让为某些难以进入的特殊区域提供医疗保障成为可能,如缺乏专业人员的偏远地区、灾害区域以及战区。
社会辅助机器人正在向可负担的诊所和入户诊疗技术发展,它们在疾病预防、康复以及促进重新融入社会的认知以及身体体征监测、辅导以及激励实践中都发挥作用。
随着人口老龄化趋势越来越明显,机器人技术还朝着促进原居安老(例如在家里)、推迟老年痴呆症的发生,通过陪护缓解老年人孤独的方向上进一步发展。
此外,机器人传感以及活动建模方法可能在改善早期筛查、持续评估和个性化、有效的、可负担的干预及治疗中起到关键作用。
上述所有的机器人发展方向,都会在维持及提高劳动生产率、增加劳动力数量以及逐渐增加残疾人重返工作岗位等方面发挥作用。
今天,美国在特殊人群和老年人生活质量维持方面所需的机器人辅助手术与社会辅助机器人技术具有领先地位,但其他国家已经认识到此类技术的需求和前景,开始在相关领域迅速发展。
为了能全面评估机器人技术在医疗与保健领域的应用潜力,由外科手术机器人、修复、移植和康复机器人领域的专家及行业代表参与的研讨会于2012年下半年在美国召开。
所有的与会者都从专业角度出发,贡献了自己的意见与见解,并在许多共同利益和挑战上达成了共识,最终完成了路线图修订。
机器人系统在医学与健康领域的应用目前,机器人已经是制造业和其它重复劳动中的标准配置。
工业机器人最初针对的是既脏又枯燥并且危险的任务,而医疗和健康领域的机器人却是为完全不同的环境与工作设计的:比如外科手术室、康复中心以及家庭居室。
这些环境通常是非结构化的,并且机器人经常需要直接与人类用户进行动态交流。
美国陆军无人机系统2010-2035路线图
前言2001年10月,54架“猎人”和“影子”攻击型无人机投入作战运用。
由此,美国陆军的整场军事行动拉开帷幕。
今天,美国陆军装备的无人机已经超过了4000架,它们型号各异,功能不同,而且还在进一步列装之中。
近9年连绵不断的战火中,在支援部队作战的行动中,无人机系统作战运用的方式不断适应形势,发生着显著变化。
这种适应,不仅表现在当前无人机部队作战平台的剧增,而且也表现在无人机系统能力的不断扩展。
值此联合能力集成开发系统(JCIDS)文件对需求已经予以认可,官方计划业已立项之际,为未来的无人机系统需求做出通盘战略考虑的时刻,或是制定规划的时机已经来临。
《美国陆军无人机系统路线图(2010-2035)》为美国陆军研发、装备和在全谱作战中使用无人机系统提供了广阔视角,该路线图的主要理念将为持续学习和分析建立共同的基础。
我们将不断评估这些观点,质疑这些假设,对无人机系统能力的各个领域都予以开发。
该路线图将明确战斗功能概念,致力于完成基于能力的评估,并有助于新技术知情决策的发展(这些新技术将通过综合实验和测试完成评估)。
最终,该路线图将回答这样的问题:“未来美国陆军需要具何种功能的无人机?”正如《美国陆军核心概念》所述,在这个持久冲突的年代里,为了在不确定的、错综复杂的环境中有效作战,领导者必须明察战场纵深态势,部队行动要不断适应形势变化以先发制人并保持主动,在广阔地域内持续作战时需具备远距离快速作战能力。
研发无人机系统,将其纳入到部队行动之中,将扩展陆军的态势感知能力,同时将提升陆军发现、定位和摧毁敌军的能力。
我们也希望,在危险的严酷环境下,未来的无人机系统能够有助于快速反应和持续保障。
该路线图为无人机系统发展及其与陆军的一体化进程提供了革命性途径,路线图划分为三个时间段:近期发展阶段(2010-2015年),中期发展阶段(2016-2025年)和远期发展阶段(2026-2035年)。
近期要在快速应用当前技术,满足陆战场需求的同时,关注当前无人机的能力差距。
人工智能各国战略解读:美国机器人发展路线图
□TELECOMMUNICATIONS NETWORK TECHNOLOGY No.2
EXPERT VIEWPOINT
域 继 续 领 先 ,无 论 是 在 研 究 创 新 ,技 术 和 政 策 方
新一代的自动驾驶系统已经应用于汽车、飞机、水
面 ,确 保 研 究 工 作 能 真 正 解 决 现 实 生 活 的 问 题 并
有人驾驶汽车一起安全地行驶在路上。这些规定也应
技术被应用在更广泛的场景中,一个重要因素是机器
适用于无人机,如此一来无人机就能真正颠覆我们在
人增强了人们在日常生活中(如工作、休闲、居家时间)
日常空运、环境监控以及其他各方面的习惯,在自然灾
的能力。3 个重要因素推动着机器人的采用方向:
害与恐怖袭击发生时成为现场急救员的好帮手。
周围环境具备更好的识别能力,
可靠性要求也会更高。
器人应用,一个超过 160 人的小组在 5 个车间召开研讨
会,会议议题包括工业制造业、医疗保健/医疗机器人、
(3)制造业
近年来,汽车的产品定制化需求增量迅猛。例如,
服务机器人、国防机器人以及空间机器人,从而形成了
一辆高端汽车可有无数不同的配置选择,从座位颜色
造业、医疗保健/医疗、服务机器人领域发展蓝图的一
者需要开发出即使在少量或者未经训练情况下也能让
个更新版本。
工人操作的用户界面。换句话说,用户界面得更像电
3
子游戏那样容易上手。此外,机器人操作技能也要大
主要内容
这份 100 页的文件对机器人技术的广泛应用场景
做了综述,
其中的重要发现与建议主要包括:
(1)无人驾驶汽车及其政策
长的定制需要,包括从汽车到消费类电子产品。路线
美国服务机器人技术路线图(上)
美国服务机器人技术路线图(上)-机械制造论文美国服务机器人技术路线图(上)文/美国国家科学基金会□编译/卢川卢川特约撰稿人、中国科学院地质与地球物理研究所博士导语:服务机器人正在以高速的增长速度加速步入我们的日常生活。
根据IFR 的最新统计,未来三年内,服务机器人市场规模将达到目前的5倍。
正是基于广阔的市场前景,美国国家科学基金会颁布了《美国机器人技术路线图》,其中服务机器人作为单独的一章来重点论述。
知己知彼,了解美国服务机器人发展动向,可更好地帮助我们与时俱进。
服务机器人是一类用以辅助人们日常工作、生活、休闲,以及帮助残疾人与老年人的机器人系统。
在工业机器人系统中,机器人的任务是完成高质量、高一致性的生产任务。
服务机器人与之不同的是,工业机器人通常工作在有人的空间或者会直接同人类协作工作,服务机器人通常从事专业服务和个人服务两种工作。
服务机器人的专业服务主要应用于农业、应急反应、管道、基础设施、林业、运输、专业清理等作业领域。
(专业服务机器人也服务于军事领域,但不将其列入本报告)。
这些系统增强了人们在上述领域的作业能力。
根据IFR/VDMA 的报告, 当前有超过110000台专业机器人分布在世界各个领域,并且其市场规模还在逐年急速扩大。
图1中列出了几种专业机器人。
而个人服务机器人,则在家庭中用以协助普通人的日常生活,或用以补足相关人士的生理和心理缺陷。
到目前为止,最大数量的个人服务机器人是家用真空清洁机器人(扫地机器人),超过600万台iRobot公司的Roomba机器人遍布在世界各地。
同时,这个市场正在以每年超过60%的速度增长。
此外,越来越多的机器人正用于个人娱乐,如人工宠物(AIBO)和玩偶等。
在过去5年中,全球售出的个人娱乐机器人超过400万台,这个市场正以指数倍增长,并有望成为机器人领域最具潜力的增长点之一。
图2列出了部分个人服务机器人系统。
在2011年,服务机器人市场总值超过42亿美元。
人工智能各国战略解读:美国机器人发展路线图
人工智能各国战略解读:美国机器人发展路线图
刘耀华
【期刊名称】《电信网技术》
【年(卷),期】2017(0)2
【摘要】2016年10月31日,美国150多名研究专家共同完成《2016美国机器人发展路线图:从互联网到机器人》的报告,概述了目前美国社会在机器人发展中的机遇和亟待解决的问题,同时介绍了美国政府为保持机器人产业领先地位所做的努力.美国将继续支持创新研究,并会把最新技术规范在法律框架下,以确保这些技术被合理地应用.
【总页数】3页(P39-41)
【作者】刘耀华
【作者单位】中国信息通信研究院政策与经济研究所
【正文语种】中文
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5.人工智能各国战略解读:美国推进创新脑神经技术脑研究计划 [J], 伦一
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美国第三版机器人路线图关注八大技术领域
美国第三版机器人路线图关注八大技术领域2016年11月7日,美国发布第三版机器人路线图《从互联网到机器人》。
该路线图由美国国家科学基金会、加州大学圣迭戈分校、俄勒冈州立大学和佐治亚理工学院资助,由来自美国多所高校的150余名研究人员共同起草完成,呼吁为自动驾驶汽车、无人机等新技术切实进入日常生活,出台更好的政策框架,建议加强人机交互研究,以开发智能机器助力老年人的起居生活。
此外,路线图还主张推进科学、技术、工程和数学教育以及更灵活的机器人系统,以适应不断增长的定制化制造需求。
在对未来机器人的研究路线上,该路线图将机器人技术划分为八大领域:机械与致动装置、移动性与操控性、感知、形式化方法、学习与适应、控制与规划、人机交互、多智能体机器人等。
各领域还包含了若干主要关注的主题。
1机械与制动装置关注主题包括:增材制造技术;以柔性材料为代表的新材料与构造范式;致动器设计、机械结构和控制的融合技术。
2机器人的移动性和操控性关注主题包括:基于生物运动启发的新型工具与方法;三维导航与控制技术;开放、动态和非结构性环境下的机器人自主控制。
3机器人的感知关注主题包括:更精确、更低廉、鲁棒性更高的视觉系统;触觉传感器;长周期感知算法;人类活动与意图高级感知算法;多感知模式综合集成算法。
4形式化方法关注主题包括:考虑不确定性和动态环境的闭环系统的综合与验证;应对机器人失效时保障安全性的形式化方法;保证安全前提或面向安全性的学习方法;面向人机互动与合作的形式化方法。
5机器学习与适应关注主题包括:从人类示范中进行学习;强化型机器学习与深度学习。
6运动控制与规划关注主题包括:不确定情况下的任务与运动规划;约束环境下的控制与规划;针对复杂和特殊几何形状的抓握技术,以及用于操控可变形物体、非抓取性动作等的接触技术;动态环境下的规划与控制的可扩展性和不确定性问题;多智能体协调技术。
7人机交互关注主题包括:人-机器人交互界面设计;针对人类生理学与行为的感测感知技术,面向不同用户和行为变化的机器人适应技术;以机器人社交为目的的语言和非语言交互行为建模;以人-机器人协作为目的的机器人感知与自适应方法和模型;针对机器人通信媒介的自然界面设计;机器人长期交互问题;人机交互安全规范设计指南。
法律资料无人机发展美国无人机路线图ppt下载
二、美国无人机路线图的主要内容(续)
“广域海上监视系统”(BAMS)
属重大防务采购计划项目,研制经费$ 3.65 亿 , 采 购 经 费 $ 22 亿 ( 52 架 “ 全 球 鹰”),目的是提供海上、全球覆盖、持久 的情报/监视/侦察(ISR)能力。
“广域海上监视系统”可对方圆2000海 里的区域日复一日、年复一年进行24小时监 视。原型机选用“全球鹰”无人机改装,试 验在2011年底开始,小批量生产2012年开始, 2013年交付,2014年形成初始作战能力。
二、美国无人机路线图的主要内容(续)
先锋”(Pioneer)
海军 已交付175架/33架可用/已停产
背景 1986年RQ-2B“先锋”装备海军和海军
陆战队。该机最初装备作战舰艇,为火炮射击 提供弹着点观测,后来又用于执行侦察和监视 任务。海军已在2002财年停止该机的使用,并 将该系统转交给了海军陆战队。
基本性能
RQ-7A
RQ-7B
总重:150Kg
总重:170Kg
有效载荷:27Kg
有效载荷:27Kg
续航时间:5h
续航时间:7h
最大/巡航速度:200/130Km/h 最大/巡航速度:195/110Km/h
升限:4300m 发动机:AR-741 功率38马力
升限:4550m
传感器:光电/红外Tamam POP 300 Tamam POP
美国“2000~2025 无人机路线图”
Unmanned Aerial Vehicles Roadmap 2000~2025
美国“2002~2027 无人机路线图”
Unmanned Aerial Vehicles Roadmap 2002~2027
美国机器人发展新举措
美国机器人发展新举措作者:文/陈骞来源:《上海信息化》 2017年第3期文/陈骞2016年以来,美国对机器人的关注度和重视程度持续升温,不仅规划了未来的目标愿景,制定了关键技术发展路线,还构建了国家级机器人制造创新生态网络。
美国政府力求通过这些举措,稳固机器人产业领先地位。
发展机器人产业对增强军事实力、带动国家整体经济发展、改善人民生活水平都具有十分重要的意义。
2016年以来,美国对机器人的关注度和重视程度持续升温,在目标愿景、制造网络、技术路线等方面推出国家级“组合拳”,促进美国机器人进入发展“快车道”。
规划未来目标愿景美国将机器人置于国家战略高度,通过创建高级机器人制造创新中心、制定机器人发展路线图等举措,巩固其在全球范围内的引领地位。
2016年下半年,加州大学圣迭戈分校、卡内基梅隆大学等近20所美国高校在美国国家科学基金的资助下,共同研究完成了《2016年版机器人路线图》(以下简称“《路线图》”),《路线图》描述机器人发展的机遇和亟待解决的问题,加强人机交互研究,推动机器人技术的商业化和实用化,为自动驾驶汽车、无人机等新兴技术设立更好的政策框架。
同时,《路线图》还提出推进科学、技术、工程、数学教育以及更灵活的机器人系统,以适应不断增长的定制化制造需求。
此外,2017年1月,美国国防部宣布由其牵头组建的第8家制造创新机构——高级机器人制造创新中心( AdvancedRobotics Manufacturing Innovation Hub)成立,这是美国国家制造业创新网络中的第14个制造创新枢纽机构。
高级机器人制造创新中心计划未来十年内实现的目标包括:一是创造和维持新的就业机会,新增51万个新的美国制造业工作岗位,力求使美国工人能够对国外的低工资工人形成竞争优势。
二是降低中小型企业以及大型公司应用机器人的技术和经济障碍,确保30%的中小企业采用机器人技术,并将现有产业工人生产力提高30%。
三是对包括航空航天、汽车、电子、纺织等在内的关键增长领域提供支撑,确保美国先进制造业的引领价值。
【推荐下载】美国智能机器人:新技术路线图提出新要求
张小只智能机械工业网张小只机械知识库美国机器人:新技术路线图提出新要求10月31日发布的一份美国机器人新技术路线图呼吁制定更好的政策框架,以安全地整合新技术进日常生活,如自动驾驶汽车和商用无人机。
该文件还鼓励增加人机交互领域的研究工作,使人们在年老的时候可以留在自己家里生活。
它呼吁增加从小学到成人的关于STEM领域的教育内容。
该路线图的作者是来自全国各地的150多名研究人员,他们还呼吁研究创造更灵活的机器人系统,以适应在制造业日渐增长的定制需要,包括从汽车到消费类电子产品。
美国机器人技术路线图的目标是确定研究人员怎么在美国的社会问题上做出贡献和提出解决方案。
该文件概述了机器人在不同领域的情况,从制造业到消费服务业,医疗保健,自动驾驶和国防。
路线图的作者提出了一些建议,以确保美国将在机器人领域继续领先,无论是在研究创新,技术和政策方面。
我们也要确保研究工作能真正解决现实生活的问题并能投入实践,HenrikI.Christensen说。
Christensen是加利福尼亚大学圣地亚哥分校的一位教授,计算机科学家,以及该文件的首席编辑。
我们需要确保我们正在对人们的生活造成影响。
路线图的第一版问世于2009,并导致奥巴马总统创建了国家机器人计划。
由Christensen领导的研究人员在2013更新了该文件。
他们现在在2016年美国总统大选之前重新审核了路线图。
Christensen是加州大学圣地亚哥分校情景机器人研究所的主任,他在10月28日加州大学圣地亚哥校园内举办的情景机器人论坛上给出了预览路线图的主要内容。
这份100页的文件主要强调了以下的研究结果和建议:美国机器人新技术路线。
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——从网络到机器人
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目录
概述 ................................................................................................ 9 领域具体结论.............................................................................. 11
2
3.1 流程 .......................................................................... 21 3.2 机器人和制造业概述 .............................................. 22 3.3 制造业的关键能力. ................................................. 24 4 研究与开发:有前途的方向................................................ 30 4.1 学习和适应 .............................................................. 30 4.2 建模、分析、仿真和控制 ...................................... 31 4.3 标准化方法 .............................................................. 31 4.4 控制和规划 .............................................................. 31 4.5 感知 .......................................................................... 32 4.6 新机构和高执行效力驱动器 .................................. 32 4.7 人机交互 .................................................................. 32 4.8 架构和展示 .............................................................. 33 4.9 测量学 ...................................................................... 33 4.10 制造中的云机器人和自动化 .................................. 34 5 参考文献 ................................................................................ 36 6 参与者 .................................................................................... 37 医疗保健和医疗机器人技术路线图.......................................... 38 动机与范围.................................................................................. 38 参与者 .......................................................................................... 38 研讨会成果发现.......................................................................... 38 1 引言 ........................................................................................ 39
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4.8 物理性人机交互 ...................................................... 71 4.9 社会辅助机器人的交互算法 .................................. 72 4.10 建模、仿真和分析 .................................................. 72 5 路线图制定过程.................................................................... 74 6 参与人 .................................................................................... 75 服务机器人路线图...................................................................... 76 1 引言 ........................................................................................ 76 2 战略调查 ................................................................................ 77 2.1 主要市场和驱动来源 .............................................. 78 2.2 近期机遇和商业化影响因素 .................................. 79 2.3 科学和技术挑战 ...................................................... 80 3 主要挑战/能力....................................................................... 86 3.1 激励场景 .................................................................. 86 3.2 功能路线图 .............................................................. 90 4 基本研究和技术.................................................................... 99 4.1 架构和叙述 .............................................................. 99 4.2 控制和规划 .............................................................. 99 4.3 认识能力 .................................................................. 99 4.4 稳固的,高保真传感器 ........................................ 100 4.5 新机制和高性能驱动器 ........................................ 100 4.6 学习和适应 ............................................................ 101
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1.1 领域定义 .................................................................. 39 1.2 社会动因 .................................................................. 40 2 战略发现 ................................................................................ 42 2.1 外科手术和介入机器人 .......................................... 42 2.2 机器人取代了减少的或丧失的功能 ...................... 43 2.3 机器人辅助康复与复健 .......................................... 44 2.4 行为治疗 .................................................................. 45 2.5 特殊需要人群的个性化护理 .................................. 46 2.6 健康促进 .................................................................. 47 3 主要的挑战和功能................................................................ 48 3.1 范例场景 .................................................................. 48 3.2 功能路线图 .............................................................. 50 3.3 部署问题 .................................................................. 66 4 基本研究/技术....................................................................... 67 4.1 体系构架和表达 ...................................................... 67 4.2 形式化方法 .............................................................. 68 4.3 控制和规划 .............................................................. 68 4.4 感知理解 .................................................................. 69 4.5 鲁棒性和高保真的传感器 ...................................... 69 4.6 新型机构和高性能执行器 ...................................... 70 4.7 学习和自适应 .......................................................... 71