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器人在一年后一對一單挑決斗。這一舉動大致反映了兩國在機器人尤其工業(yè)機器人領(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。
美國是機器人的誕生地。早在1962年就研制出世界上第一臺工業(yè)機器人，比“機器人王國”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版美國機器人路線圖寫道：“盡管工業(yè)機器人誕生在美國，但在這個領(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“國家機器人計劃”，以“建立美國在下一代機器人技術(shù)及應(yīng)用方面的領(lǐng)先地位”。2013年，美國推出2.0版機器人路線圖，雖然強調(diào)美國聯(lián)邦政府在國防以外的機器人投入相比其他國家規(guī)模依然較小，但美國機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)院機器人與智能機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（機器人領(lǐng)域）很明顯有了強勁的增長。歐盟出臺‘地平線2020’計劃，所以也有跟美國相當?shù)脑鲩L速度。”
克里斯滕森表示，“國家機器人計劃”及相應(yīng)的“先進制造業(yè)計劃”給美國多個機器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來顯著的經(jīng)濟增長，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，“國家機器人計劃”及相應(yīng)的“先進制造業(yè)計劃”給美國多個機器人產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來顯著的經(jīng)濟增長，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)以計算機和機器人研究知名，也是兩版路線圖的主要參與者。該大學(xué)機器人專家曼紐拉·維洛佐教授（上圖）同樣認為，“國家機器人計劃”取得巨大成功，導(dǎo)致美國許多機器人技術(shù)獲得大量資金投入。這位曾擔任美國人工智能進步協(xié)會主席的專家說，長期以來，日本被認為是精密機器人與個人機器人領(lǐng)域的領(lǐng)先者，但說到人工智能、決策與自主性，那就是美國的強項啦。
那么，“國家機器人計劃”怎么助力美國機器人重新騰飛？美國國家科學(xué)基金會機器人項目主管之一楊杰告訴記者，“國家機器人計劃”交由他所在的國家科學(xué)基金會、國家衛(wèi)生研究院、美國航天局與美國農(nóng)業(yè)部四家機構(gòu)執(zhí)行，其中國家科學(xué)基金會每年資助的資金達到3000萬美元，而其他3家機構(gòu)每年總共2000萬美元左右，國家科學(xué)基金會每年資助數(shù)十個項目，項目分為大小兩種，大項目每年資助可多達500萬美元，而小項目少的只有幾千美元，主要針對本科生。
楊杰說，國家科學(xué)基金會支持兩類的機器人研究，一類是交叉項目，即上面所說的“國家機器人計劃”，另一類是核心項目，每年預(yù)算1000多萬美元。兩者的主要區(qū)別是交叉項目類似中國的“863計劃”，有資助年限，一般為3到5年，有研究主題；而核心項目長期、固定，“沒有主題限制，各種想法都可以提”。
什么樣的機器人研究會得到美國政府的支持？楊杰介紹，“交叉項目”目前的主題是人機協(xié)作，與這個主題相關(guān)即可，比如他去年經(jīng)手的一個申請就是機器人怎樣與人合作把冰箱抬到二樓，而“核心項目”無任何限制。申請?zhí)岢龊髸?jīng)過兩道關(guān)，第一道關(guān)是“學(xué)術(shù)價值”，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)基金會人員綜合性別、族裔、地域、機構(gòu)等諸多因素考慮，宗旨是保持平衡，鼓勵所有人參與研究。
經(jīng)過這幾年美國政府的大力推動及企業(yè)的積極參與，楊杰認為效果明顯：“現(xiàn)在家庭清潔機器人（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)會成員、密歇根州立大學(xué)機器人專家席寧教授認為，美國在國家層面以前不是很重視工業(yè)機器人，但現(xiàn)在認識到制造業(yè)不僅是經(jīng)濟問題，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)展機器人成為其中重要的一步。
席寧特別強調(diào)，總體而言，美國機器人其實一直處于世界前沿水平，尤其在軍用機器人方面，美國機器人支援日本福島核電站救援就是一個例子，美國服務(wù)機器人也處于領(lǐng)先水平，比如被廣泛使用的手術(shù)機器人“達芬奇”就是美國制造。
談起機器人產(chǎn)業(yè)當前面臨的挑戰(zhàn)及研發(fā)的重點方向，維洛佐說，機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)的標準把機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間，核心技術(shù)都集中在這一塊。“集成通常是個挑戰(zhàn)”，但“很難具體說哪些地方要加強研發(fā)”。
克里斯滕森和楊杰均透露，美國“國家機器人計劃”現(xiàn)在的重點是人機協(xié)作機器人，下一步如何走還在探索，但一個方向可能是全自動化，比如自我診斷、自我修復(fù)的機器人，還有類似谷歌的自動駕駛車。
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