今年夏天，一家叫MegaBots的美國新創(chuàng)公司向日本水道橋重工下戰(zhàn)帖，希望雙方制造的大型機(jī)器人在一年后一對一單挑決斗。這一舉動(dòng)大致反映了兩國在機(jī)器人尤其工業(yè)機(jī)器人領(lǐng)域的地位：日本處于全球領(lǐng)先水平，而美國正在急追直趕欲重奪“領(lǐng)頭羊”位置。
美國是機(jī)器人的誕生地。早在1962年就研制出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，比“機(jī)器人王國”日本起步至少要早五六年，但此后卻被日本趕超。2009年5月，由美國產(chǎn)學(xué)研各界140多名專家推出的1.0版美國機(jī)器人路線圖寫道：“盡管工業(yè)機(jī)器人誕生在美國，但在這個(gè)領(lǐng)域占據(jù)全球領(lǐng)先地位的是日本和歐洲。”
在這份路線圖發(fā)布后，美國政府于2011年推出“國家機(jī)器人計(jì)劃”，以“建立美國在下一代機(jī)器人技術(shù)及應(yīng)用方面的領(lǐng)先地位”。2013年，美國推出2.0版機(jī)器人路線圖，雖然強(qiáng)調(diào)美國聯(lián)邦政府在國防以外的機(jī)器人投入相比其他國家規(guī)模依然較小，但美國機(jī)器人落后于日本與歐洲的表述已被刪除。
美國佐治亞理工學(xué)院機(jī)器人與智能機(jī)器研究所所長亨里克·克里斯滕森教授是兩版路線圖的主要起草人之一。他告訴新華社記者：“與日本相比，美國（機(jī)器人領(lǐng)域）很明顯有了強(qiáng)勁的增長。歐盟出臺(tái)‘地平線2020’計(jì)劃，所以也有跟美國相當(dāng)?shù)脑鲩L速度。”
克里斯滕森表示，“國家機(jī)器人計(jì)劃”及相應(yīng)的“先進(jìn)制造業(yè)計(jì)劃”給美國多個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來顯著的經(jīng)濟(jì)增長，其中最主要的領(lǐng)域包括醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)、食品產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)以及航天產(chǎn)業(yè)，而增長的主要技術(shù)推手包括機(jī)器人操作技術(shù)、視覺與傳感器技術(shù)以及集成技術(shù)。
克里斯滕森表示，“國家機(jī)器人計(jì)劃”及相應(yīng)的“先進(jìn)制造業(yè)計(jì)劃”給美國多個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來顯著的經(jīng)濟(jì)增長，其中最主要的領(lǐng)域包括醫(yī)療保健產(chǎn)業(yè)、食品產(chǎn)業(yè)、汽車產(chǎn)業(yè)以及航天產(chǎn)業(yè)，而增長的主要技術(shù)推手包括機(jī)器人操作技術(shù)、視覺與傳感器技術(shù)以及集成技術(shù)。
美國卡內(nèi)基－梅隆大學(xué)以計(jì)算機(jī)和機(jī)器人研究知名，也是兩版路線圖的主要參與者。該大學(xué)機(jī)器人專家曼紐拉·維洛佐教授（上圖）同樣認(rèn)為，“國家機(jī)器人計(jì)劃”取得巨大成功，導(dǎo)致美國許多機(jī)器人技術(shù)獲得大量資金投入。這位曾擔(dān)任美國人工智能進(jìn)步協(xié)會(huì)主席的專家說，長期以來，日本被認(rèn)為是精密機(jī)器人與個(gè)人機(jī)器人領(lǐng)域的領(lǐng)先者，但說到人工智能、決策與自主性，那就是美國的強(qiáng)項(xiàng)啦。
那么，“國家機(jī)器人計(jì)劃”怎么助力美國機(jī)器人重新騰飛？美國國家科學(xué)基金會(huì)機(jī)器人項(xiàng)目主管之一楊杰告訴記者，“國家機(jī)器人計(jì)劃”交由他所在的國家科學(xué)基金會(huì)、國家衛(wèi)生研究院、美國航天局與美國農(nóng)業(yè)部四家機(jī)構(gòu)執(zhí)行，其中國家科學(xué)基金會(huì)每年資助的資金達(dá)到3000萬美元，而其他3家機(jī)構(gòu)每年總共2000萬美元左右，國家科學(xué)基金會(huì)每年資助數(shù)十個(gè)項(xiàng)目，項(xiàng)目分為大小兩種，大項(xiàng)目每年資助可多達(dá)500萬美元，而小項(xiàng)目少的只有幾千美元，主要針對本科生。
楊杰說，國家科學(xué)基金會(huì)支持兩類的機(jī)器人研究，一類是交叉項(xiàng)目，即上面所說的“國家機(jī)器人計(jì)劃”，另一類是核心項(xiàng)目，每年預(yù)算1000多萬美元。兩者的主要區(qū)別是交叉項(xiàng)目類似中國的“863計(jì)劃”，有資助年限，一般為3到5年，有研究主題；而核心項(xiàng)目長期、固定，“沒有主題限制，各種想法都可以提”。
什么樣的機(jī)器人研究會(huì)得到美國政府的支持？楊杰介紹，“交叉項(xiàng)目”目前的主題是人機(jī)協(xié)作，與這個(gè)主題相關(guān)即可，比如他去年經(jīng)手的一個(gè)申請就是機(jī)器人怎樣與人合作把冰箱抬到二樓，而“核心項(xiàng)目”無任何限制。申請?zhí)岢龊髸?huì)經(jīng)過兩道關(guān)，第一道關(guān)是“學(xué)術(shù)價(jià)值”，由秘密的外部專家同行評議評估，第二道關(guān)是“廣泛影響”，由國家科學(xué)基金會(huì)人員綜合性別、族裔、地域、機(jī)構(gòu)等諸多因素考慮，宗旨是保持平衡，鼓勵(lì)所有人參與研究。
經(jīng)過這幾年美國政府的大力推動(dòng)及企業(yè)的積極參與，楊杰認(rèn)為效果明顯：“現(xiàn)在家庭清潔機(jī)器人（在美國）到處都可以買得到，許多州通過法律允許無人駕駛車上路。跟5年前、10年前相比，美國機(jī)器人現(xiàn)在從技術(shù)到應(yīng)用發(fā)展得很快。”
美國電氣與電子工程師學(xué)會(huì)成員、密歇根州立大學(xué)機(jī)器人專家席寧教授認(rèn)為，美國在國家層面以前不是很重視工業(yè)機(jī)器人，但現(xiàn)在認(rèn)識到制造業(yè)不僅是經(jīng)濟(jì)問題，而是關(guān)系到國家安全，所以提出制造業(yè)回歸美國，但美國的生產(chǎn)成本無法與發(fā)展中世界國家相比，因此發(fā)展機(jī)器人成為其中重要的一步。
席寧特別強(qiáng)調(diào)，總體而言，美國機(jī)器人其實(shí)一直處于世界前沿水平，尤其在軍用機(jī)器人方面，美國機(jī)器人支援日本福島核電站救援就是一個(gè)例子，美國服務(wù)機(jī)器人也處于領(lǐng)先水平，比如被廣泛使用的手術(shù)機(jī)器人“達(dá)芬奇”就是美國制造。
談起機(jī)器人產(chǎn)業(yè)當(dāng)前面臨的挑戰(zhàn)及研發(fā)的重點(diǎn)方向，維洛佐說，機(jī)器人與人將越來也多地在一起工作，所以更多的工作應(yīng)放在讓兩者安全地交流和合作方面。
克里斯滕森認(rèn)為，最大的挑戰(zhàn)是利用新出現(xiàn)的工業(yè)4.0和物聯(lián)網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)把機(jī)器人更好地整合在一起，從而減少成本、增加模塊化并縮短上市時(shí)間，核心技術(shù)都集中在這一塊。“集成通常是個(gè)挑戰(zhàn)”，但“很難具體說哪些地方要加強(qiáng)研發(fā)”。
克里斯滕森和楊杰均透露，美國“國家機(jī)器人計(jì)劃”現(xiàn)在的重點(diǎn)是人機(jī)協(xié)作機(jī)器人，下一步如何走還在探索，但一個(gè)方向可能是全自動(dòng)化，比如自我診斷、自我修復(fù)的機(jī)器人，還有類似谷歌的自動(dòng)駕駛車。
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