爱华网机器人将是 21世纪的变革技术之一。越来越多的一流经济学家认为，机器人会对经济产生重大而深远的影响。
2011年，整个机器人产业的市场额只有 50亿美元，据估计到 2020年将达到 1000亿美元。2012年，美国机器人行业的增长率达到 40%，亚洲也飞速增长，欧洲步伐稍慢。 英国国际咨询公司 MetraMartech的调查显示，机器人将是未来五年全球就业机会的主要来源，将创造一百万个高品质的就业机会。机器人不仅被应用于工业中，也被广泛应用于其他领域，从医疗保健、搜索救援、海洋探测、国防军事、到农业，涉及的范围从天上，到地面，再到水下，可谓包罗万象。本文谨从机器人在汽车、医疗保健和农业中的应用为例，管窥其中之一二。 机器人在汽车中的应用 互联网巨头谷歌公司一直在推动自驾汽车的发展。近几年来，该公司一直在测试一组由 12辆计算机控制的自主车组成的车队。这些汽车可以几乎在任何道路配置或者危险中顺利通过，甚至在一些路口提前发出信号表明它们的意图。 2013年２月，英国研究人员展示了日产 Leaf电动汽车的机器人自驾车系统。该系统由牛津大学开发，可以用 iPad来控制，遇到熟悉路线时会为驾驶员提供选项，然后执行所有的导航、转向、加速功能，一旦司机踩刹车，系统会自动返回由人控制。该系统的目标是推出不依赖于 GPS的低成本自动驱动导航系统。因为我们的城市不会变化很快，机器人车辆能通过传感器辨认出它所经过的熟悉的建筑，然后询问驾驶员是否需要其驾车。在牛津附近的 Begbroke科技园进行测试的导航系统样机成本约为 5000英镑，研究人员希望能降至 100英镑。下一阶段，新机器人系统要理解复杂的交通流量，从而自己决定在哪条路上行驶。 与此同时，林肯大学和纽卡斯尔大学的科学家研制出可以让移动机器人自主导航的系统。该系统仿照蝗虫的眼睛和神经元作为避撞系统的基础，而不是象传统的使用雷达或红外探测器的方法那样需要大量的计算机处理。系统将致力于应用在高精度的车辆防撞系统中，这是汽车行业面临的主要挑战。目前防碰撞功能是一些豪华轿车上的昂贵选配，尤其是相对于其并不好的性能而言，现有的防撞系统成本显得越发高昂。 iRobot公司和桑迪亚国家实验室于 2013年 2月成功研制出低成本机器手 ARM，可以自主使用工具为汽车更换轮胎。这一进展有两个重大贡献：一是 ARM机器人在非结构性环境中学习如何工作，意味着机器人能不需要运动捕捉系统的协助而在实验室之外的地方工作；二是机器人开始能够学习处理高层次的命令，这在任何一个普通人（而非机器人专家）需要让机器人做复杂任务时至关重要。 机器人在医疗保健中的应用 过去几年，大多数行业的就业情况都不太好，但健康服务领域几乎未受影响，其就业增长一直稳定强劲，然而最近技术对保健领域也开始逐步产生影响。2013年 1月，美国食品和药物管理局（FDA）给第一个“人类互动自主机器人”RP-Vita颁发了专利，以供医院使用，从而让那些最好的医生从基本诊断工作中解放出来。 2013年 3月，休斯敦西区外科医院购买了Mazor Robotics公司的 Renaissance系统，供医院的脊柱外科医生使用。这是德克萨斯州第 7个采用该系统的医院，在全美国是第 21个。脊柱外科是西区外科医院的专长，该医院的脊柱外科医生Richard Francis博士说，他深信 Renaissance系统卓越的准确性和安全性将为患者，尤其是那些有畸形和重度脊柱侧弯的患者提供更好的疗效。 麻省理工学院和宾夕法尼亚大学的研究人员已经于 2012年 8月成功创建了对光线有灵活反应的肌肉细胞。该技术的一个潜在用途是用于内窥镜的机器人，因其足够小并且足够灵活，可以在人体内的狭小空间中运行。 2012年 6月，欧盟资助的研究人员开发了机器人与微系统技术，融合传统开放手术和机器人手术的优势，以减小腹部手术的复杂度，达到非侵入性，同时降低成本。这个独特的系统可以通过腹部的一个单一切口操作（通常是病人的肚脐 )，而现有的机器人解决方案需要几个切口。 2013年 3月，英国研究人员为制造能创造并生产新材料的机器人化学家迈出了第一步。他们开发的系统可以自动用原料做实验，从而创建具有指定属性的新物质。研究人员已经用该系统自动创建了类似于用于药品、无机多金属氧酸盐纳米粒子的有机分子，这些分子的传统合成方法相当昂贵。这项技术有望大大加速新分子、纳米粒子和药物的创建进程，同时开发可扩展的制造流程，最大限度地减少浪费。 机器人在农业中的应用 即使在发达国家，农业也依然是劳动密集型行业，需要依靠大量的外来务工人员。虽然谷物农业已经大量机械化，比如一个联合收割机就可以完成数以百计的劳动者的工作任务，但是还有些其他任务很难实现自动化。2012年 6月马萨诸塞州的机器人公司 Harvest Automation第一次推出了农业机器人 Harvey使这一情况开始发生改变，它将被用来完成传统廉价劳动力来源越来越少的园艺工作。一个苗圃中可能有成千上万盆盆栽，每盆通常至少需要移动五次，这项工作可以由 Harvey来做。重约 40公斤的 Harvey依靠电池供电，可以夹持重达 10公斤的花盆。它有多种传感器，可以避开障碍物和人并进行高精度的定位导航，从而能安全地与人共事。在进行样机测试时，工人很愿意将移动花盆这种任务交给有耐心的小机器人去做。以后的升级版本会让机器人能喷药、修剪或修葺、分类和移动存货等。使用传感器来确定哪些已经成熟，它们也可能用于收获南瓜和西瓜等。 其他公司也正在研制农业机器人。安大略省的Vineland研究与创新中心就有三个机器人项目：一个涉及种植郁金香球茎和补植苗木，另一个用于收获、修剪和包菇状物，第三个将打包盆栽。 值得注意的是，Harvest Automation和 Vineland都专注于在结构化环境中工作的机器人，因为它们可以在此得到立竿见影的收益。而让机器人在复杂的自然环境中工作，像水果采摘，将更具挑战性，并需要更好的传感器和更多智慧，这是未来发展的方向。 其他机器人 【临场机器人】在专用的会议室安装当今最先进的视像会议设备，将远方的图像和声音生动地传回，但设备昂贵，要给每个需要的房间都配备需要花费成千上万美元。而实际上，许多有效的会议都是在非正式的情况下进行的，可能在任何办公室里甚至是在饮水机旁。2013年 3月，一种被称为“临场机器人”的完全不同的视频会议新方法克服了这些缺点。通过远程控制配备有摄像头、麦克风、扬声器和显示屏（实时显示使用者的脸）的轮式机器人，人们可以在远方的建筑物里真正地移动。临场机器人的保真度尚不能与一个好的大屏幕视频会议相比，但是它成本低得多，而且更灵活。它能让使用者自由地与远方的任何人交谈，可以移动到同事的办公桌前，或者在老板去开会的途中与其一起讨论，而不是仅仅局限在特定的房间里交谈。临场机器人很聪明：它可以根据使用者的日程自动提前出 现在会议室；当需要充电的时，它可以停下手头的工作，自动移动到充电站完成充电。 临场机器人不只为上班族所用，还可以有其他多种用途。除了成本外，临场机器人的更广泛的应用也存在障碍，比如心存不满的员工可能会从后面踹它而影响其工作。 而一个更大的问题是对安全的担忧，在办公室的任何区域都可以自由行动的临场机器人在一定程度上意味着公司信息泄露的风险增大。另外，一些用户可能会认为被有愚蠢外观的临场机器人监督有损他们尊严。 【软机器人】 软机器人是机器人领域中相对较新的部分，研究人员的重点是将有机化学、软材料学和机器人技术融合起来，创建新的机器人结构。下一代的自主机器人、医疗设备和电子产品等系统将不完全是刚性的，而是可以根据操作者或环境的不断变化的需求来调整适应其功能。 卡内基 -梅隆大学国家机器人工程中心的工程师于 2013年 3月开发出了能应对崎岖地形的具有四肢的高灵巧机器人 CHIMP。通过监督下的自治，CHIMP能够执行复杂的、物理上具有挑战性的任务。必要时，它可以仅用四肢中的两个来完成移动功能。CHIMP也能通过预编程来执行诸如抓工具、上楼梯或转动方向盘等任务。用这种方式，它不需要人一步一步地控制动作，因此规避了命令和执行之间的时间延迟。人类提供高层次的控制，而机器人提供低级反射和自我保护行为，这使得 CHIMP不需要具有完全自主机器人的复杂性也能具有相当高的能力，将来甚至可以应对比如 2011年福岛核电站灾难类的事件。 【家用机器人】日本、美国以及其他国家的人口老龄化推动家用医疗保健机器人的研究。几乎每一个主要的有机器人专业的大学和研究实验室都拥有某种形式的医疗保健和生活质量研究，包括家庭护理和家务机器人：佐治亚理工学院有 Cody，卡内基梅隆有Herb，Fraunhofer研究所有 Care-O-Bot，耶鲁大学、南加州大学和麻省理工学院正在进行一个社会辅助机器人项目，韩国的 CIR和KAIST有它们自己的机器人项目。但是一些大公司的家用机器人项目发展却不尽人意：强生公司停止了它们能爬楼梯的轮椅 iBot项目；本田和丰田公司展示了它们的行走机器人的研究，但是除了机器人剪草机（本田），它们再没有推出其他可以购买到的机器人，而且，目前仍没有多功能的家用机器人。 近期欧洲的研究表明，老年人不愿让机器人协助他们，但如果让他们在让机器人帮忙和进入老人院中做选择，他们宁可选择机器人。来自乔治亚理工大学的另一项研究表明，老年人首选机器人帮忙做家务，但不希望用机器人帮助他们完成个人需求，如穿衣、洗澡等。虽然家用机器人有潜在的主场需求，但将原型扩展到大规模生产的成本相当大。要想继续发展，必须要制造出低成本，更有能力，多用途的适合家庭使用的机器人，从而更多的人可以买得起。 【机器人群】英国谢菲尔德机器人中心的一个团队于 2013年 4月为一组 40台的机器人完成了编程，并声称该程序控制机器人群的能力在医疗和军事等方面极为有用。被分散到房间内以后，机器人可以自行组成一组，并且安排自身的优先次序。在未来的微型医学中机器人群可能会发挥重要作用，目前已经有了为人类的非侵入性治疗而开发的“纳米机器人”。在工业中，机器人群可以改善制造流程和工作场所的安全。在更大规模上，它们可以参与到军事、搜索和救援行动中，进入到非常危险或对人类来讲几乎无法进入的地方。 接下来的挑战是要将不同的机器人——不论是基于地面的、空中的还是海洋的——组合成团队，让它们能在一起共同努力，协同作战。例如搜索和救援任务可能要无人机寻找海上失踪者，一旦找到就需要无人驾驶水上机器人将其救回海岸，然后安排无人地面车辆 (USVs)去接他们。让类似的自主车辆群互相通信，从而确定为实现小组目标需要采取的最佳的单独移动方式目前已经实现，但是如果让不同类型的车辆一起工作就更加困难，尤其是如果这些车辆是建立在不同团队的不同的控制系统之上。如果再把人也加入到车辆团队中，问题就变得更加棘手。一个由欧盟资助的项目希望能展示这样的一个多车辆系统，项目计划 2015年完成。
