最近幾年來(lái)，機(jī)械人研討獲得了長(zhǎng)足的提高，但要想在我們的生涯中普及機(jī)械人還是妨礙重重。《Science Robotics》雜志羅列了機(jī)械人普及亟待處理的10年夜挑釁。

　　編纂們對(duì)機(jī)械人技巧的未處理的困難停止了在線查詢(xún)拜訪，并組織了一個(gè)由機(jī)械人專(zhuān)家構(gòu)成的專(zhuān)家小組，他們列出了30個(gè)最主要的主題，然后將其分紅10年夜挑釁，這些挑釁能夠在將來(lái)5到10年內(nèi)發(fā)生嚴(yán)重影響。

　　以下是他們提出的十年夜挑釁：

　　1、新資料和制作計(jì)劃

　　機(jī)械人專(zhuān)家正開(kāi)端不再局限于以往用電念頭、齒輪和傳感器制造機(jī)械人的辦法，測(cè)驗(yàn)考試應(yīng)用諸如天然肌肉、軟機(jī)械人技巧和新的制作辦法，將多種功效整合在一種資料中。但這些先輩的制作辦法年夜多半還處于早期階段，是以將它們整合還難以完成。多功效的資料，如感應(yīng)、挪動(dòng)、能量搜集或能量貯存等，可讓機(jī)械人設(shè)計(jì)更高效。然則將這些分歧的屬性組合在一臺(tái)機(jī)械上，須要應(yīng)用新的辦法，而新辦法一定混雜了微標(biāo)準(zhǔn)制作技巧和年夜范圍制作技巧。另外一個(gè)有愿望的研討偏向是可以隨時(shí)光變更以順應(yīng)情況或自我治愈的資料，但這須要做更多的研討。

　　2、仿活力器人和生物混雜機(jī)械人

　　年夜天然曾經(jīng)處理了機(jī)械人專(zhuān)家們正在盡力處理的很多成績(jī)，是以很多人轉(zhuǎn)向生物學(xué)追求靈感，乃至正盡力把性命體系融入到他們的機(jī)械人中。然則，在復(fù)制肌肉的機(jī)械機(jī)能和生物體系供給本身能量的才能方面，依然存在著偉大的瓶頸。天然肌肉的成長(zhǎng)曾經(jīng)有了很年夜的提高，然則這類(lèi)肌肉的硬朗性、效力、活氣和能量密度都須要進(jìn)步。將活細(xì)胞嵌入機(jī)械人可以戰(zhàn)勝為小型機(jī)械人供給動(dòng)力的困難，也能夠?qū)⒆晕倚迯?fù)和嵌入式傳感等生物特征嵌入機(jī)械人，不外若何整合這些部門(mén)依然是一個(gè)嚴(yán)重挑釁。固然愈來(lái)愈多的“機(jī)械人植物”正在贊助人們解開(kāi)年夜天然的機(jī)密，但我們還須要做更多的任務(wù)，來(lái)研討植物若何在飛翔和泅水等才能之間轉(zhuǎn)換，從而建造多通道平臺(tái)。

　　3、能量和動(dòng)力

　　動(dòng)力貯存是挪動(dòng)機(jī)械人技巧的一個(gè)重要瓶頸。無(wú)人機(jī)、電動(dòng)汽車(chē)和可再生動(dòng)力對(duì)此的需求賡續(xù)增加，推進(jìn)了電池技巧的提高，但多年來(lái)，基本挑釁根本沒(méi)有轉(zhuǎn)變。這意味著，在電池開(kāi)辟的同時(shí)，要盡力最小化機(jī)械人的用電需求，而且讓它們應(yīng)用新的動(dòng)力。讓它們從情況中獲得能量并經(jīng)由過(guò)程無(wú)線傳輸能量是值得研討的兩種極具遠(yuǎn)景的研討偏向。

　　4、機(jī)械人集群式處置義務(wù)

　　成群的簡(jiǎn)略機(jī)械人組裝成分歧的構(gòu)造來(lái)處置分歧的義務(wù)，這能夠是一種更廉價(jià)、更靈巧的計(jì)劃，用于替換年夜型的履行特定義務(wù)的機(jī)械人。更小、更廉價(jià)、更壯大的硬件可讓簡(jiǎn)略的機(jī)械人感知四周的情況，并與人工智能相聯(lián)合，從而模仿出能在天然界鳥(niǎo)群中所看見(jiàn)的行動(dòng)。然則，完成對(duì)分歧范圍的機(jī)械人群體最有用的掌握方法須要做更多的任務(wù)——小的群體可以集中掌握，然則年夜的群體須要疏散成小群體再停止掌握。這些機(jī)械人還須要制作地加倍牢固，可以或許順應(yīng)實(shí)際世界的變更前提，并能抵抗成心或不測(cè)損害。另外，還須要對(duì)具有互補(bǔ)功效的分歧機(jī)械人停止更多的研討。

　　5、飛行與摸索

　　機(jī)械人的一個(gè)癥結(jié)用處是摸索人類(lèi)沒(méi)法達(dá)到的處所，好比深海、太空或?yàn)?zāi)害區(qū)。這意味著他們須要善于于摸索和導(dǎo)航那些沒(méi)有地圖、且平日極其凌亂和危機(jī)四伏的情況。重要的挑釁包含創(chuàng)立可以或許順應(yīng)、進(jìn)修和從導(dǎo)航掉敗中恢復(fù)的體系，而且可以或許辨認(rèn)新的發(fā)明。這須要高度的自立性，讓機(jī)械人可以或許對(duì)本身停止監(jiān)控和從新設(shè)置，同時(shí)可以或許應(yīng)用具有分歧靠得住性和精確性的多個(gè)數(shù)據(jù)源構(gòu)建一個(gè)世界的圖象。

　　6、機(jī)械人技巧自己

　　深度進(jìn)修曾經(jīng)完全轉(zhuǎn)變了機(jī)械辨認(rèn)形式的才能，但這須要與基于模子的推理相聯(lián)合，發(fā)明出順應(yīng)性強(qiáng)的機(jī)械人，可以或許在任務(wù)進(jìn)程中進(jìn)修。這個(gè)中的癥結(jié)的地方在于發(fā)明人工智能，它能認(rèn)識(shí)到本身的局限性，還能進(jìn)修若何進(jìn)修新事物。創(chuàng)立可以或許從無(wú)限的數(shù)據(jù)中疾速進(jìn)修的體系，而不用從深度進(jìn)修所須要的數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的例子中進(jìn)修，這一點(diǎn)也很主要。我們對(duì)人類(lèi)智力的進(jìn)一步懂得將是處理這些成績(jī)的癥結(jié)。

　　7、腦機(jī)接口

　　腦機(jī)接口將可以或許對(duì)先輩的機(jī)械人停止無(wú)縫掌握，但也能夠證實(shí)一種更快、更天然的方法來(lái)與機(jī)械人交換指令，或許只是用于贊助他們懂得人類(lèi)的精力狀況。今朝年夜多半丈量年夜腦運(yùn)動(dòng)的辦法既昂貴又法式繁瑣，是以，在簡(jiǎn)練、低功率和無(wú)線的裝備上能起感化將異常主要。因?yàn)闉g覽年夜腦運(yùn)動(dòng)具有不準(zhǔn)確性，它們也偏向于停止擴(kuò)大練習(xí)、校準(zhǔn)和順應(yīng)。并且，它們能否會(huì)勝過(guò)一些更簡(jiǎn)略的技巧，好比眼動(dòng)或?yàn)g覽肌肉旌旗燈號(hào)，還有待不雅察。

　　8、社會(huì)互動(dòng)

　　假如機(jī)械人要進(jìn)入人類(lèi)的生涯，它們將須要學(xué)會(huì)與人類(lèi)打交道。但這其實(shí)不簡(jiǎn)略，由于我們簡(jiǎn)直沒(méi)有詳細(xì)的人類(lèi)行動(dòng)模子，并且我們很輕易低估我們與生俱來(lái)的人道中的龐雜性。社交機(jī)械人須要可以或許感知到纖細(xì)的社會(huì)線索，好比臉部臉色或腔調(diào)，懂得它們所處的文明和社會(huì)情況，并對(duì)與它們互動(dòng)的人的心思狀況停止建模，以順應(yīng)與人類(lèi)停止交換，不管是處于短時(shí)間關(guān)系照樣歷久關(guān)系的進(jìn)程中。

　　9、醫(yī)療機(jī)械人

　　醫(yī)學(xué)是機(jī)械人在不久的未來(lái)會(huì)發(fā)生嚴(yán)重影響的范疇之一。加強(qiáng)內(nèi)科大夫才能的機(jī)械人裝備已正常應(yīng)用，但個(gè)中的一年夜挑釁在于在如許高風(fēng)險(xiǎn)的情況中進(jìn)步這些體系的自立性。主動(dòng)化機(jī)械人助手須要可以或許在各類(lèi)場(chǎng)景中辨認(rèn)人體結(jié)構(gòu)，并可以或許應(yīng)用態(tài)勢(shì)感知和語(yǔ)音指令來(lái)懂得分歧場(chǎng)景下的需求。在內(nèi)科手術(shù)中，主動(dòng)化機(jī)械人可以履行手術(shù)流程中的慣例步調(diào)，讓內(nèi)科大夫?yàn)椴∏楦嬰s的病人辦事。在人體外部運(yùn)作的微型機(jī)械人也有愿望在將來(lái)普及，但應(yīng)用這類(lèi)機(jī)械人仍有很多妨礙，包含有用的傳輸體系、跟蹤和掌握辦法，癥結(jié)是找到可以或許改良現(xiàn)無(wú)方法的醫(yī)治辦法。

　　10、機(jī)械人倫理與平安

　　跟著后面的挑釁被逐個(gè)戰(zhàn)勝，機(jī)械人將逐步融入我們的生涯，但這一成長(zhǎng)也將發(fā)生新的倫理困難。最主要的是，我們能夠會(huì)過(guò)度依附機(jī)械人。這能夠會(huì)招致人類(lèi)掉去某些技巧和才能，使我們沒(méi)法在掉敗的情形下掌握局勢(shì)。我們終究能夠會(huì)把出于品德緣由須要人類(lèi)監(jiān)視的義務(wù)拜托給機(jī)械人，由此，人們?cè)诘魯〉那樾蜗卤銜?huì)把義務(wù)推辭給機(jī)械人。它還可以削減人們的自決權(quán)，由于人類(lèi)的行動(dòng)會(huì)產(chǎn)生變更，以順應(yīng)機(jī)械人和人工智能有用任務(wù)所須要的一些平常運(yùn)動(dòng)和限制。