美國2.5億美金打造高等機器人制造研究院

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　　美國國防部週五宣佈，由卡內基梅隆大學（CMU）創立的獨立研究機構將收到超過2.5億美元，在匹茲堡建造一個先進的 機器人 製造研究所。

　　國防部將公共-私營美國製造研究所（public-privateManufacturingUSAinstitute）授予AmericanRobotics，後者是由卡內基梅隆大學領導的一個非營利企業，包括工業界、學術界、政府和非營利部門等全美220多個合作伙伴。該研究所將從國防部收到8000萬美元，另外還有來自合作組織的1.73億美元。RichardKingMellon基金會在促進CMU提案方面發揮了特別重要的作用。

　　這一高級別的獎項將匹茲堡和CMU置於新的製造浪潮的中心，利用人工智能、自主、3D打印和其他新興技術，使 工業機器人 更適合各種規模的企業，適用於許多用途，並有實現更多目標的潛力。

　　政府、工業界和學術領導者表示，這一新一代 機器人技術 有潛力創造大量的新工作，並能使美國正式處於先進製造業的領先地位，從而促進經濟增長。

　　CMU校長SubraSuresh星期五在五角大樓公告時説：“這個新機構將為該地區和國家帶來巨大的利益，同時為CMU學者和研究人員創造巨大的機會，為大學帶來新的動力。作為回報，該研究所將受益於CMU在技術方面的專長，以及其在政策、道德和人機界面方面的優勢，這將確保新技術有利於人類”。

　　CMU負責研究的副校長GaryFedder（CMUECE和RoboticsInstitute的教授）是幾位大學教師和官員之一，他們領導研究所的發展和準備工作，他們將在該研究所的建立中發揮關鍵作用。

　　GaryFedder説：“當國防部宣佈打算創建一個致力於機器人制造的新機構時，我們知道CMU在該領域的歷史實力，導致今天正在進行的前沿研究，這給了我們一個很大的機會。我們很幸運地建立了一個團隊，從全國各地帶來互補的優勢”。

　　卡內基梅隆機器人研究所的教授HowieChoset與GaryFedder密切合作，設想和建立了該研究所。他説，該研究所的四管齊下的使命是：給予美國工人與國外低工資工人的競爭能力；創造和維持新的就業機會，以確保美國國家繁榮；降低中小型企業和大型公司採用機器人時在技術、操作和經濟方面的障礙；保障美國在先進製造業的領導地位。

　　HowieChoset提到：“這項工作有能力廣泛地惠及社會，並使許多潛在的工人及其家人受益”。

　　機器人在製造環境中被廣泛使用，但是今天的機器人通常比較昂貴，目的單一，其重新編程具有挑戰性，並且為了安全而需要與人類隔離。機器人技術對滿足國防和其他工業製造需求越來越有必要，但資本成本和使用的複雜性限制了中型和小型製造商的參與。高級機器人制造研究學院（AdvancedRoboticsManufacturingInstitute，ARM）將整合多個行業的多元化行業實踐和制度知識。

　　CMU教務長FarnamJahanian説：“該研究所將利用CMU在協作 機器人 、傳感器技術、材料科學和人機交互方面的研究優勢，這些領域正在迅速改變我們許多經濟部門。通過學術界、政府和工業界之間的這種獨特的合作關係，CMU準備彌合研究，創新和新興先進製造領域的實踐之間的差距”。

　　ARM將通過國防和工業界驅動、關鍵技術開發和員工培訓實現其使命。ARM致力於關鍵工業部門-航空航天、汽車、電子和紡織品–這些由合作伙伴定義。

　　ARM加入製造美國研究所網絡，這是一個雙方計劃，彙集工業界、學術界和政府共同投資世界領先的製造技術和能力的發展。每個美國製造研究所重點關注對未來競爭力至關重要的技術領域。除了 機器人技術 ，其他領域還包括3-D打印、集成光子學或組織製造。在美國製造研究所，聯邦政府承諾超過10億美元，匹配超過20億美元非聯邦投資。

　　ARM是什麼

　　ARM的全稱是“AdvancedRoboticsManufacturing”，即“高等機器人制造”。為了培養和發展國家制造生態系統，高等機器人制造（ARM）研究所已經形成了國家級的、公私合作伙伴關係，以開發、展示和促進儘早採用新型的機器人解決方案。ARM位於匹茲堡，由一家新成立的國家非營利機構-美國機器人公司（AmericanRobotics）領導，該機構由卡內基梅隆大學成立，包括來自工業界、學術界、地方政府和非營利組織的231個利益相關者組成的國家網絡。

　　美國機器人力求使美國工人能夠與國外的低工資工人競爭；創造和維持新的就業機會，以確保美國國家繁榮；降低中小型企（SME）以及大型公司在採用機器人技術時的技術、操作和經濟障礙；並確保美國在先進製造業的領導地位。

　　ARM的10年期目標包括將工人生產力提高30％，在美國創造51萬個新制造業崗位，確保30％的中小企業採用機器人技術，並提供主要 工業機器人 製造商將出現的生態系統。ARM致力於關鍵的增長領域，在製造業，包括航空航天、汽車、電子和紡織品領域快速採用機器人技術。

　　ARM研究所的戰略任務是：開展由工業界領導的產品研發，發展和提供教育和勞動力培訓，並通過全國性的區域創新合作網絡提供共享能力。ARM研究所將由DeanBartles（製造工程師協會SME主席）擔任CEO，HowieChoset（CMU-RI教授）擔任CTO。

　　研究方向有哪些

　　ARM將跨多個學科（傳感器技術、末端執行器技術的開發、軟件開發和人工智能、材料科學、人機行為建模和質量保證），整合各種行業實踐和制度知識，實現強大的製造創新生態系統。為此，ARM研究院的技術焦點至少將包括六個主要領域：

　　TA1.協作機器人（Collaborative Robotics）

　　顧名思義，機器人在工作過程中與工人和其他機器人形成夥伴關係，此時需要能夠識別物理接觸的可能性並規劃迴避動作。在協作環境中，安全至關重要！隨着拓撲優化和材料科學的最新進展，未來機器人的設計可以結合軟控制技術、新型高性能驅動器和先進材料。除了物理上的安全交互，機器人將需要通過直觀的界面與他們的人類夥伴有效溝通。他們需要口頭或通過手勢給予指令，識別人類活動以保持同步，並使人類夥伴清楚機器人的意圖。機器人必須易於訓練、操作、並能夠與其他機器人和人類合作。

　　TA2.機器人控制：學習和控制（Robot Control：Learningand Control）

　　機器人可以通過演示學習並根據觀察結果調整其性能，從而降低使用機器人工作時的高成本。適應性的進步將會產生安全有效且高產的機器人系統。敏捷的重複利用將提高機器人在小批量生產中的效用，特別是在不能擁有專用機器人的小公司。先進控制技術和人工智能正在為這一領域的未來發展提供技術支撐。

　　TA3.靈巧操作（Dexterous Manipulation）

　　旨在為帶有密度接近人類的觸覺陣列的複雜末端執行器，開發硬件和麪向對象的算法，以實現對各種對象的魯邦抓取和靈巧操作。隨着自由度的增加，編程變得更加複雜和耗時，因此自適應學習將是一個密切相關的研究方向。

　　TA4.自主導航和機動性（Autonomous Navigationand Mobility）

　　與製造環境中的人類導航類似，機器人應當對路徑規劃和動態障礙物做出快速響應。機器人車輛需要能夠在現有的製造環境內（包括人和其他機器人）自主移動。安裝在移動平台上的靈巧手臂可以提供多用途的操縱能力。

　　TA5.感知（Perceptionand Sensing）

　　感知是一項需要重大進步的關鍵能力。諸如視覺、三維測距、觸覺、温度、力覺和其他的感測模態必須提前、分析和融合，從而向機器人提供適當的情境感知。工廠機器人將需要更多能力的感知系統來監控其進程和周圍環境（人、其他機器人或設備）。這些系統將需要檢查零件和組件的缺陷；估計人類的情緒和身體狀態以維持安全性和生產力；並基於觸覺和其他反饋執行更廣泛的抓取和組裝策略。

　　TA6.測試和驗證（Verificationand Validation）

　　幫助機器人研發的虛擬和現實方法以及工具是（包括建模和仿真）驗證原型和製造過程的關鍵。這包括基於證據的設計，實施和分析，以及通用的軟件測試平台和結果數據存儲庫。獨立的驗證能力對這個領域至關重要。

　　結語：我國製造業會在未來收到衝擊嗎？美國對先進製造業顯然相當重視，而這一波變革的關鍵就是機器人技術。搞機器人的朋友們，我們一起擼起袖子加油幹吧。

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