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

　　編纂們對機械人技巧的未處理的困難停止了在線查詢拜訪，并組織了一個由機械人專家構(gòu)成的專家小組，他們列出了30個最主要的主題，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、新資料和制作計劃

　　機械人專家正開端不再局限于以往用電念頭、齒輪和傳感器制造機械人的辦法，測驗考試應(yīng)用諸如天然肌肉、軟機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、能量搜集或能量貯存等，可讓機械人設(shè)計更高效。然則將這些分歧的屬性組合在一臺機械上，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。另外一個有愿望的研討偏向是可以隨時光變更以順應(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械人

　　年夜天然曾經(jīng)處理了機械人專家們正在盡力處理的很多成績，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械人中。然則，在復(fù)制肌肉的機械機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。天然肌肉的成長曾經(jīng)有了很年夜的提高，然則這類肌肉的硬朗性、效力、活氣和能量密度都須要進步。將活細(xì)胞嵌入機械人可以戰(zhàn)勝為小型機械人供給動力的困難，也能夠?qū)⒆晕倚迯?fù)和嵌入式傳感等生物特征嵌入機械人，不外若何整合這些部門依然是一個嚴(yán)重挑釁。固然愈來愈多的“機械人植物”正在贊助人們解開年夜天然的機密，但我們還須要做更多的任務(wù)，來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。

　　3、能量和動力

　　動力貯存是挪動機械人技巧的一個重要瓶頸。無人機、電動汽車和可再生動力對此的需求賡續(xù)增加，推進了電池技巧的提高，但多年來，基本挑釁根本沒有轉(zhuǎn)變。這意味著，在電池開辟的同時，要盡力最小化機械人的用電需求，而且讓它們應(yīng)用新的動力。讓它們從情況中獲得能量并經(jīng)由過程無線傳輸能量是值得研討的兩種極具遠(yuǎn)景的研討偏向。

　　4、機械人集群式處置義務(wù)

　　成群的簡略機械人組裝成分歧的構(gòu)造來處置分歧的義務(wù)，這能夠是一種更廉價、更靈巧的計劃，用于替換年夜型的履行特定義務(wù)的機械人。更小、更廉價、更壯大的硬件可讓簡略的機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群中所看見的行動。然則，完成對分歧范圍的機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。這些機械人還須要制作地加倍牢固，可以或許順應(yīng)實際世界的變更前提，并能抵抗成心或不測損害。另外，還須要對具有互補功效的分歧機械人停止更多的研討。

　　5、飛行與摸索

　　機械人的一個癥結(jié)用處是摸索人類沒法達(dá)到的處所，好比深海、太空或災(zāi)害區(qū)。這意味著他們須要善于于摸索和導(dǎo)航那些沒有地圖、且平日極其凌亂和危機四伏的情況。重要的挑釁包含創(chuàng)立可以或許順應(yīng)、進修和從導(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，讓機械人可以或許對本身停止監(jiān)控和從新設(shè)置，同時可以或許應(yīng)用具有分歧靠得住性和精確性的多個數(shù)據(jù)源構(gòu)建一個世界的圖象。

　　6、機械人技巧自己

　　深度進修曾經(jīng)完全轉(zhuǎn)變了機械辨認(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)性強的機械人，可以或許在任務(wù)進程中進修。這個中的癥結(jié)的地方在于發(fā)明人工智能，它能認(rèn)識到本身的局限性，還能進修若何進修新事物。創(chuàng)立可以或許從無限的數(shù)據(jù)中疾速進修的體系，而不用從深度進修所須要的數(shù)以百萬計的例子中進修，這一點也很主要。我們對人類智力的進一步懂得將是處理這些成績的癥結(jié)。

　　7、腦機接口

　　腦機接口將可以或許對先輩的機械人停止無縫掌握，但也能夠證實一種更快、更天然的方法來與機械人交換指令，或許只是用于贊助他們懂得人類的精力狀況。今朝年夜多半丈量年夜腦運動的辦法既昂貴又法式繁瑣，是以，在簡練、低功率和無線的裝備上能起感化將異常主要。因為瀏覽年夜腦運動具有不準(zhǔn)確性，它們也偏向于停止擴大練習(xí)、校準(zhǔn)和順應(yīng)。并且，它們能否會勝過一些更簡略的技巧，好比眼動或瀏覽肌肉旌旗燈號，還有待不雅察。

　　8、社會互動

　　假如機械人要進入人類的生涯，它們將須要學(xué)會與人類打交道。但這其實不簡略，由于我們簡直沒有詳細(xì)的人類行動模子，并且我們很輕易低估我們與生俱來的人道中的龐雜性。社交機械人須要可以或許感知到纖細(xì)的社會線索，好比臉部臉色或腔調(diào)，懂得它們所處的文明和社會情況，并對與它們互動的人的心思狀況停止建模，以順應(yīng)與人類停止交換，不管是處于短時間關(guān)系照樣歷久關(guān)系的進程中。

　　9、醫(yī)療機械人

　　醫(yī)學(xué)是機械人在不久的未來會發(fā)生嚴(yán)重影響的范疇之一。加強內(nèi)科大夫才能的機械人裝備已正常應(yīng)用，但個中的一年夜挑釁在于在如許高風(fēng)險的情況中進步這些體系的自立性。主動化機械人助手須要可以或許在各類場景中辨認(rèn)人體結(jié)構(gòu)，并可以或許應(yīng)用態(tài)勢感知和語音指令來懂得分歧場景下的需求。在內(nèi)科手術(shù)中，主動化機械人可以履行手術(shù)流程中的慣例步調(diào)，讓內(nèi)科大夫為病情更龐雜的病人辦事。在人體外部運作的微型機械人也有愿望在將來普及，但應(yīng)用這類機械人仍有很多妨礙，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)無方法的醫(yī)治辦法。

　　10、機械人倫理與平安

　　跟著后面的挑釁被逐個戰(zhàn)勝，機械人將逐步融入我們的生涯，但這一成長也將發(fā)生新的倫理困難。最主要的是，我們能夠會過度依附機械人。這能夠會招致人類掉去某些技巧和才能，使我們沒法在掉敗的情形下掌握局勢。我們終究能夠會把出于品德緣由須要人類監(jiān)視的義務(wù)拜托給機械人，由此，人們在掉敗的情形下便會把義務(wù)推辭給機械人。它還可以削減人們的自決權(quán)，由于人類的行動會產(chǎn)生變更，以順應(yīng)機械人和人工智能有用任務(wù)所須要的一些平常運動和限制。