产研观察 | 美国机器人技术的愿景与发展
美国机器人技术的愿景与发展
https://hichristensen.com/pdf/roadmap-2024.pdf
PART.01
驱动机器人发展的时代趋势
机器人发展的总体趋势呈现出规模大、广泛性强、持续周期长且难以逆转的特点。
机器人与人工智能的发展
机器学习和深度学习技术的持续进步正在推动计算机视觉、自然语言处理、图像分类、语言理解和决策等多个领域的创新。与此同时，人工通用智能（AGI）的研究也在不断增长，致力于实现推理、常识理解、迁移学习等高级认知能力。自动化和机器人技术的普及正在改变制造业、物流、医疗保健和服务行业，而人工智能与机器人技术的融合则将智能决策和控制系统集成于机器人平台，进一步提升了自动化水平。此外，人工智能驱动的个性化和定制化正成为消费品推荐、内容管理和定向营销的新趋势，为消费者提供更加精准和个性化的服务体验。
劳动力的变化
过去十年中，美国制造业的就业随着相应的机器人系统使用而显著增加。通过利用自动化和雇佣更多的工人从而实现了经济增长。
(资料来源:美国劳工统计局)
1.促进了职位变动和技能转移：提高了制造业、运输行业的自动化程度；对在数据分析、数字技术等领域具有技能的工人的需求增加。
2.扩大技能差距和人才短缺：新技术驱动的工作所需技能与当前技能之间的不匹配；在人工智能、机器人技术和数据科学等新兴领域的人才竞争。
3.改变劳动力动态和工作安排：工作方式更灵活，存在远程工作和分布式团队。
数字经济的发展
数字经济的发展通过社交媒体增强社会互动，改变就业模式，推动零售转型，提升教育需求，并优化医疗服务，同时带来社会联系的增强与隔离、收入不平等以及个性化服务的增加。
PART.02
驱动机器人技术应用的机会
制造业
美国制造业占经济总额的10.3%，其供应链存在依赖外国离岸供应商的弊端，这不仅增加了运营风险，也暴露了对外部冲击的脆弱性。同时，制造业正面临劳动力短缺的问题，这进一步限制了其增长潜力和竞争力。
增加工业机器人部署，提高生产力，提供劳动力和利用的稳定性。
提高制造机器人的适应性和可重构性，随着定制化趋势，机器人必须要进行高度重新配置，以根据需要生产不同的产品。
人机制造合作，在保持低成本的同时提高产品的生产效率和质量。
老龄化社会
到2030年，随着65岁及以上人口比例预计超过20%，社会将面临医疗保健和护理需求的显著增长，同时这一趋势也凸显了外科医生和护理人员短缺的问题。
手术机器人辅助手术和诊断可以缓解医生短缺，使得治疗方法更加智能化和个性化。远程机器人可以扩展到医疗服务不足的地区。
护理机器人是帮助老年人移动的身体辅助设备，是就地化/远程支持系统的一部分，包括数字健康检测和临床前诊断。
陪伴机器人可以进行早期发现、诊断、跟踪、干预。还可以作为健康习惯和生活方式的教练，提供动机挑战和活动支持。
食品供应
气候变化导致火灾、风暴和干旱的频率与强度上升。与此同时，面对全球人口的持续增长，到2050年，世界粮食和肉类产量需增加50%以满足需求。
在食品部门广泛使用机器人和自动化可以提高生产力。
配备了传感器和人工智能的机器人可以精准监测天气、作物和土壤情况，提高作物的产量和质量。
农业机器人可以收集有关二氧化碳水平、温度和湿度等信息，从而改进适应气候变化的工作模型。
太空领域
太空领域为技术和经济发展开辟了前所未有的新视野，而且人类日常生活越来越依赖于全球导航卫星系统（GNSS）。
太空挖掘：包括从小行星和月球等天体中提取宝贵的资源。
在轨维修、空间制造与回收。
太空探索、原位资源利用：致力于利用空间环境中的资源来支持人类生命。
PART.03
机器人技术的研究机会
美国机器人技术路线图不仅为机器人领域的创新和发展提供了战略指导，而且通过整合跨学科的研究成果、政策导向和人才培养，致力于将机器人技术推向新的高度，使其成为推动社会进步、改善人类生活、促进经济繁荣的关键力量。
