過去十五年，美國在機器人應用領域持續落后，如今又打算絕地翻盤？且看2024版「國家機器人路線圖」有何高論。

機器人技術已經有70年的歷史了，從誕生之初就一直由美國領跑。

到了2009年，美國發布國家機器人路線路（national robotics roadmap）時，美國在工業應用領域（如汽車、航空航天和家電等）的應用已經降低到了全球第四位。

15年以后的，美國在機器人技術的采用量上持續拉胯，位列全球第十，其中亞洲的機器人市場更是擴大到了美國市場的5-10倍。

而中國則在此領域「遙遙」，2023年，中國大約購買了52%的售出機器人，表明機器人技術在美國已經不再是的優先事項。

近，來自加州大學、賓夕法尼亞大學、得克薩斯大學奧斯汀分校等十所美國高校及通用電氣Vernova共同組織發布了新版美國機器人路線圖，長達70頁，整理總結了來自工業界和學術界的60份兩頁白皮書，為機器人技術的未來發展方向提供了指導和規劃。

論文鏈接：https://hichristensen.com/pdf/roadmap-2024.pdf

路線圖首先討論了將在未來十年內對整個社會產生廣泛影響的主要趨勢，這些趨勢是塑造未來的關鍵因素，與機器人技術的發展無關，但卻是構建科技未來的基礎。

然后詳細討論了未來機器人技術應用的主要商業驅動力，覆蓋了從制造業到醫療保健和休閑等多個不同的行業，不僅揭示了推動經濟增長和工業機遇的主要因素，還指出了這些因素背后的商業潛力。

之后還指出了實現這些商業機遇所面臨的挑戰，包括材料科學的進步、數據獲取的便利性、計算技術的革新以及用戶界面的創新等多個方面，也意味著需要進一步的研究與開發（R&D）來克服。

后，文中提出了為了保持增長勢頭，需要解決的主要問題，將指導未來的研究方向和政策制定，確保美國在全球機器人技術領域保持領導地位，具體實現需要一系列的行動和倡議，以應對挑戰，抓住機遇，推動機器人技術的發展，從而確保美國在全球競爭中的優勢。

中國的機器人企業也可以從這份路線圖中尋找靈感，思考擴大市場的應對措施。

01 摘要

機器人學（robotics）領域正處于一個轉折點，諸如材料、嵌入式系統和人工智能等組成技術正在經歷指數級增長，反過來又催化了機器人學的重大進步。無論是在科學進步還是新應用方面，該領域都在迅速變化，機器人技術將在未來幾年內，從家庭到工作再到休閑活動，深入影響到我們的日常生活。

到為止，全世界已經有82%的人口居住在城市環境中，預計到本世紀中葉將增加到90%，無疑會對基礎設施、物流、建筑和安全等方面帶來重大挑戰，并且制造、服務、家庭活動和休閑等方方面面都將從自動化和機器人技術的使用中受益。

社會大趨勢也明確指出了增加機器人技術利用的需要，例如有必要將汽車、半導體等制造業重新轉移到美國國內。

并且，xinguan疫情后，社會存在勞動力短缺問題，根據聯邦儲備系統的數據，每十個開放的工業崗位只有七名工人可用，如果沒有「工具」來提高生產力，經濟增長將受到嚴重威脅。

勞動人口也在以每天8小時的速度老齡化，也就是說，勞動力將隨著時間的推移而減少，65歲以上人口數量顯著增加，這將對醫療保健系統和那些希望長時間留在自己家中以維持生活質量的人帶來挑戰。

在一個技術迅速變化的世界中，社會還需要持續提供勞動力培訓的機制，以保持和促進經濟增長。

在過去的四年中，美國的國家機器人計劃已經結束，機器人國會核心小組并沒有任何活動（后一次活動是在2019年5月），國家機構到現在為止在機器人技術上的投資大多是不協調的小規模投資。

種種跡象表明，機器人技術在美國不再是一個國家優先事項，為美國保持長期競爭力帶來了風險。

02 主要建議

在過去四年中，國家機器人計劃（NRI，National Robotics Initiative）被終止了。

2011年，NRI初作為一個多機構的研究與開發計劃創建，涉及到的單位包括美國國家科學基金會（NSF）、美國農業部（USDA）、美國國立衛生研究院（NIH）、美國國家航空航天局（NASA），后續美國國家標準與技術研究院（NIST）和其他聯邦機構也加入了進來。

現在，還需要一個像NRI這樣的，由多個機構支持、且有一個跨機構申請的計劃。

NRI的有效性已經得到了證明，在執行的時候，流程更加高效：在標準的資助模型中，申請往往因為與特定計劃或機構契合度不高而被拒絕，導致創新效率降低。

社會經濟技術（socio-economic-technological）生態系統是動態的、復雜的、相互聯系的,將「研究與開發」連接到現實世界的、大規模的實際設施（practical implementation）中，只有在初設計時就充分考慮了整個生態系統，聯邦在研究與開發中的投資才能獲得大的社會利益。

現在需要將實際實施的見解迅速帶回研究與開發計劃中，以小化浪費并大化成功。

研究人員建議創建一個包括負責經濟競爭力（美國商務部、交通部、聯邦航空管理局）、健康（衛生及公眾服務部）和安全（國防部、能源部）的聯邦機構代表，以及關鍵研究與開發機構（NSF、能源部、國防部、NIST）代表的跨機構工作組。

該工作組將負責確保研究計劃的設計和實施與開發和示范計劃緊密相連，應召集來自學術界、工業界和的項目管理人員和執行者，以增加整個生態系統的溝通和聯系。

工作組應與其他跨機構工作組（如人工智能、NITRD）聯系，以確保協調并減少工作重復。

在上一個路線圖周期（2020-2024年）期間，國會機器人核心小組被解散，研究人員建議重新激活核心小組。

鑒于該報告中概述的所有社會利益，機器人技術成為國家優先事項至關重要。

現在有一個國會人工智能核心小組，還算是值得稱贊的，但機器人技術的許多關鍵部分，如機械設計、軟機器人和控制，并不直接由人工智能核心小組和其他委員會所涵蓋,與物理世界的交互是機器人技術的核心，將機器人技術與人工智能區分開來，同時也使其成為現代人工智能的補充。

還需要考慮如何支持工業界在機器人技術的開發、采用和使用方面，應該通過諸如國家制造研究所、SBIR計劃等計劃來實現，但也應該有更多的針對性計劃。

后，對勞動力進行培訓和再培訓是至關重要的。

目前社會上的勞動力已經存在了顯著短缺，隨著人口統計數據的演變，該問題將成為一個更加重要的優先事項。

沒有足夠和受過訓練的勞動力，人們的生活質量和經濟增長將受到挑戰，美國需要在技校、學院和繼續教育計劃中投資培訓和教育。

1. 機器人技術將改變社會，并可能在未來十年內變得像的計算機技術一樣無處不在。目前看來，美國發展速度過慢，所以機器人技術應該再次成為國家政府的優先事項；

2. 應該為機器人技術的R&D（研究與開發）、創新和利用進行跨機構協調，跨工業界、學術界和政府的全面視角對美國至關重要；

3. 應該重新激活國會機器人核心小組，以確保在所有層面上適當的優先級；

4. 需要統一各機構的資助計劃，以便研究人員、開發者和企業家更容易獲得這些機會；

5. 需要考慮支持美國工業在各地區和國家中保持競爭力的機制；

6. 需要更多關注勞動力培訓，以解決短缺問題，并確保適應新技術。