2016参考文献1-3 美国机器人发展路线图(中文版)
美国无人机系统路线图(2005-2030)中文版(部分)
无人机系统路线图（2005-2030）美国国防部部长办公室二OO五年八月八日（北京高博特广告有限公司组织翻译）编译说明2005年8月，美国国防部在其网站发布了其2000年以来的第三版，也是最新版有关无人机发展的指导性文献《无人机系统路线图2005-2030》。
该文献比较详细、全面地阐述了美国各种用途的无人机研制、作战使用情况，说明了美国对无人机的未来需求、技术实现途径、未来的发展规划和设想。
该文献英文版正文77页，11个附件，共约230页。
为及时了解、掌握国外无人机发展情况，推动我国无人机事业发展，为“尖兵之翼—2006中国无人机大会”提供有价值的参考资料，“尖兵之翼—2006中国无人机大会”组委会委托北京高博特广告有限公司组织军队和地方有关专业人员对该文献进行了翻译。
由于时间紧张只翻译了正文和前3个附录。
考虑到资料的完整性，现将英文版全部附上，供大家参考。
翻译中的不足之处敬请读者批评指正。
有关进一步需求可与北京高博特广告有限公司直接联系。
“尖兵之翼—2006中国无人机大会”组委会 二OO六年九月十六日联系人：孙柏山 电话：88587506-816国防部部长办公室华盛顿特区203012005年8月4日本文件作为一个备忘录，分送给各军事部门领导，包括：空军参谋长、陆军参谋长、海军陆战队司令、海军作战部长、国防预研局局长、国家地面与空间情报局局长。
主题：无人机系统路线图，2005－2030我们批准发布这个版本无人机系统路线图是因为：无人机系统自2001年秋季参与反恐战争以来，在军事作战中的使用迅速扩展。
无人机系统采用新战术、新技术、新方法改变了当前的作战空间，实现了对伊拉克和阿富汗进行的打击支援。
无人机系统不仅可提供持久的情报、监视和侦察能力，还可提供精确和及时的直接火力和间接火力。
作战指挥官需要更多的无人机系统。
我们面临的挑战是快速协调地整合这一技术以支援联合作战。
该路线图的中心目标是指导国防部推动无人机系统任务能力向最紧迫的作战需求实现合理的转移。
机器人技术路线图：从互联网到机器人(A Roadmap for US Robotics)
68
4.1. Architecture and Representations 68
4.2. Control and Planning
68
4.3. Perception 69
4.4. Robust, High-Fidelity Sensors
69
4.5. Novel Mechanisms and High-Performance Actuators 69
2. Strategic Findings 52
2.1. Principal Markets and Drivers
53
2.2. Near-Term Opportunities and Factors Affecting Commercialization 54
ii
A Roadmap for U.S. Robotics – From Internet to Robotics
May 21, 2009
A Roadmap for US Robotics
From Internet to Robotics
Organized by
Georgia Institute of Technology University of Southern California
Johns Hopkins University University of lvania University of California, Berkeley Rensselaer Polytechnic Institute University of Massachusetts, Amherst
2.5. Human-Robot Interfaces 76
2.6. Communications and Networking 76
2016年美国无人机发展大事记
2016年美国无人机发展大事记随着各国无人机应用的不断扩展，美国的不对称优势逐渐被打破，同时，“反介入”挑战威胁着美国传统的军力投射模式，在这种情况下，美国开始精心打造新技术的战略支配地位，其关键在于有能力驾驭当前“机器人革命”的优势，让数量庞大的低成本系统投入战场。
美国防部在2017～2021财年规划投入180亿美元，发展具有“抵消”作用的各项技术，其中低成本无人系统是预算材料中列出的7项技术之一。
2016年，集群化和小型化成为美国无人机发展热点，另外，武器化同样是其不懈追求的目标，特别是机载激光武器的研发成为未来实现无人机武器化的重要途径。
1路线图——提供政策性指导和技术性建议2016年5月美空军发布的其未来20年小型无人机发展路线图和2016年6月美国国防科学委员会（DSB）发布的关于自主技术的研究报告为美国无人机未来发展提供了宏观政策性指导和技术性建议。
（1）美空军发布《2016－2036年小型无人机系统飞行计划》无人机系统的不对称优势大大提高了美空军的作战效能。
然而，随着技术的快速发展，无人机系统在世界各国的普及，美空军的这种优势在逐渐消失。
为了维护美国的空前军事优势，满足作战需要，美空军正积极开展小型无人机系统（SUAS）创新应用研究。
2016年5月17日，美国空军正式发布了其未来20年小型无人机系统路线图——《2016－2036年小型无人机系统飞行计划》。
该计划明确了无人机系统的分类，总结了美国小型无人机系统的发展现状，预测了小型无人机未来的创新作战概念和作战任务，并给出了未来小型无人机发展在经济性、互操作性、模块化、安全、通信等系统特性方面的考量。
（2）美国防科学委员会发布自主技术研究报告《Summer Study on Autonomy》无人自主技术是武器装备在无人或少量人员介入条件下，自动执行、完成各种军事任务所需的核心技术。
随着无人装备在战场上开始大量应用，无人自主技术的研究进入快速发展阶段。
机器人的发展历程
论题：机器人的发展历程姓名：姚尧班级：机自10102班学号：201015010232机器人的发展历程科学技术是第一生产力，随着时代的进步，科技发展的日新月异，一种代替人们从事某些特殊工作的科技产品——机器人，已越来越受到人们的关注。
那么什么是机器人呢？人们一般的理解来看，机器人是具有一些类似人的功能的机械电子装置，或者叫自动化装置，它仍然是个机器，它有三个特点，一个是有类人的功能，比如说作业功能，感知功能，行走功能，还能完成各种动作，它还有一个特点是根据人的编程能自动的工作，这里一个显著的特点，就是它可以编程，改变它的工作、动作、工作的对象，和工作的一些要求，它是人造的机器或机械电子装置。
但从完整的更为深远的机器人定义来看，应该更强调机器人智能，所以人们又提出来机器人的定义是能够感知环境，能够有学习、情感和对外界一种逻辑判断思维的这种机器。
机器人的起源要追溯到3000多年前。
“机器人”是存在于多种语言和文字的新造词，它体现了人类长期以来的一种愿望，即创造出一种像人一样的机器或人造人，以便能够代替人去进行各种工作。
直到四十多年前，“机器人”才作为专业术语加以引用，然而机器人的概念在人类的想象中却已存在三千多年了。
早在我国西周时代（公元前1066年~前771年），就流传着有关巧匠偃师献给周穆王一个艺妓（歌舞机器人）的故事。
春秋时代（公元前770~前467）后期，被称为木匠祖师爷的鲁班，利用竹子和木料制造出一个木鸟，它能在空中飞行，“三日不下”，这件事在古书《墨经》中有所记载，这可称得上世界第一个空中机器人。
东汉时期（公元25~220），我国大科学家张衡，不仅发明了震惊世界的“候风地动仪”，还发明了测量路程用的“计里鼓车”，车上装有木人、鼓和钟，每走1里，击鼓1次，每走10里击钟一次，奇妙无比。
三国时期的蜀汉（公元221~263），丞相诸葛亮既是一位军事家，又是一位发明家。
他成功地创造出“木牛流马”，可以运送军用物资，可成为最早的陆地军用机器人。
【推荐下载】深度解读美国服务智能机器人技术路线图(全)
张小只智能机械工业网
张小只机械知识库深度解读美国服务机器人技术路线图（全）
服务机器人正在以高速的增长速度加速步入我们的日常生活。
根据IFR的最新统计，未来三年内，服务机器人市场规模将达到目前的5倍。
正是基于广阔的市场前景，美国国家科学基金会颁布了《美国机器人技术路线图》，其中服务机器人作为单独的一章重点论述。
知己知彼，了解美国服务机器人发展动向，可更好地帮助我们与时俱进。
上期，我们刊发了《美国服务机器人技术路线图（上）》，从美国服务机器人的发展现状、战略布局、面临的挑战等方面，详细梳理了服务机器人在美国以及全球发展的路径。
本期我们进一步深入，具体从应用场合、技术发展方向等层面，阐述下一阶段美国的策略，相信读完此文，你会对美国在服务机器人领域的规划，形成全方位的认识。
主要的挑战与能力
范例场景
● 生活品质
机器人技术，希望给老年人和残疾人的生活质量带来巨大的提升。
比如，一种革命性的输运移动解决方案能够让使用轮椅的残疾人士独立的进出车辆。
这种系统使依赖于轮椅的人，可以使用普通客车而不需要他人的帮助，因而赋予了他们以前不具备的独立和自由度。
这种系统提供了超过现有输运移动解决方案的显著优点，包括更低的成本，使用标准碰撞检测过的汽车座椅，更多的座驾选择，以及无需对车辆结构进行改装。
● 农业
在农业中，机器人技术也希望能够由大量的应用，帮助农民降低成本、提高生产率。
机械收割机和其他农业机械需要专业驾驶员进行有效工作，同时，诸如劳动力成。
美国空间机器人技术路线图(下)
和测试。
在复杂的空间结构如国际空间站，仅限于利用SSRMS进行攀登或定位。
此技术面临的挑战包括开发机器人并投送到人不便前往的区域，或建立人员流动系统以便将人类运送到这些具有挑战性的地方。
除了改善机制和提高力量外，进入极端地形还需要在机器人感知（传感器和算法）和车辆控制功能方面（伺服和策略）有重大改进。
感知对于检测和评估环境障碍、危害和限制是极为重要的。
抓取和锚定小行星及非协同运转对象在空间抓取物体需要一个机械手或某种正在进行翻转的对象。
类人类的灵巧机械手人类的手是很灵活的。
要使一种机器手能够具有等效的或更加优越的把握能力，同时避免增加有机器手接口的复杂性，能够为特定任务提供一种感知工具从而提升其能力。
灵巧性可以通过抓取类型、抓取规模、强度和可靠性一系列要素来判定。
在驱动和传感领域的发展过程中，我们将会面临的挑战主要是第一性原理。
其他次要挑战包括两点识别，接触定位，外部及内部驱动，相对于顺向驱动的反向驱动，速度/强度/电力，控88 机器人产业 | R OBOT I NDUSTRY MonogrAPhic Topics89| 2017年第1期Robot Industry等等），卢川 特约撰稿人中国科学院地质与地球物理研究所博士90机器人产业 | R OBOT I NDUSTRY空间机器人的研究与发展NASA机器人和自主系统技术路线图采用了推拉方法来确定能够增强或者提高其未移动性移动是指在环境中地点之间移动的能力，而不刻意改变环境。
例如在星球表面或者大气的各个地方之间的移动，或者到达地下某91| 2017年第1期Robot Industry，MonogrAPhic Topics的成功往往取决于可靠持续的操作，包括在环境中利用较少的时间进行长距离移动的能力。
相对于其它空间任务来说，质量和功耗在设计任务中是需要重点关注的部分。
在未来几十年内，尽管存在一些调整，用于星球探测的机器人移动工具将在性能上接近，甚至超越在地球上由人类驾驶的能够穿越极端环境达到研究区域的交通工具。
美国空间机器人技术路线图(上)
美国空间机器人技术路线图（上）作者：美国国家科学基金会来源：《机器人产业》2016年第06期人类对于外太空始终充满好奇。
从古代的嫦娥奔月到现在的天宫二号、神舟十一号。
据报道，我国将于2020年前将有史以来最贵的太空机器人送往太空。
而在该领域，美国无疑是先行者。
美国国家科学基金会颁布了一个为期十五年的机器人领域技术路线图，其中空间机器人作为单独的一章论述。
古往今来，在与生俱来的好奇心驱使下，人们对未知的探索欲从没有停止过。
历史证明，这种探索欲不仅有助于开拓新的领域，而且能促进经济的增长，从而进一步增强国家的综合实力。
正是对于新事物、新材料的探索，极大地促进了一个国家的经济发展。
从1958年开始，美国国家航空航天局（NASA）就担负着美国探索地球之外领域的重任，并取得了一系列重大突破，用实践证实了上述观点的正确性。
我们对太阳系（以及更远的星系）的认识，很大程度上归功于机器人探测器、飞行器、登陆车和漫游机器人。
这些机器人探测器代表着人类的智慧，穿越无穷的深空去探索、观测和访问遥远的宇宙。
这些机器人都装备有导航、探测传感器、用于进行控制和数据处理的机载航电设备、驱动及定位设备，它们能够在行星表面轨道上完成重大的科学与工程任务。
机器人技术、遥控操作机器人和自动化系统方面的研究，为上述功能提供了必要的技术支持。
空间机器人的战略重要性与意义放眼未来，NASA将会把机器人、遥控机器人和自动系统的研究作为重要策略。
美国于2010年6月28日发布的空间探测方案对此也有着重提及。
制定这一方针的目的是“追求人机协同的创造性”，以开发创新性的机器人技术，帮助NASA维持并发展机器人在太阳系探索中的应用，并为开展科学实验以及未来的有人操作任务做准备。
这一方案也同样指出了实现自动化技术的快速和持续发展，及其成熟应用于大量任务的需求。
这些任务还包括能够极大地加强空间探测能力和操作能力的空间电力高效管理系统等。
在所有NASA任务部门中，机器人和自动化系统早已发挥着重要作用。
美国空间机器人技术路线图(上)
并
年 第 “ 期 ８７
Ｃ Ｔ Ｏ Ｐ Ｉ Ｃ Ｓ Ｉ
和自主行为能力。探 索这 些洞穴和隧道需要 新的机器人技术 。 公 里级别 的着陆精度 能够满 足许 多任 务 需要 ，但如 果实现 米级精度的话 ，可 以引导
着陆器平 飞 ， 并通过特 写 、鸟瞰视 角查看天
出洞后进入下一个天窗。
有办法到达火星进行地下探 测。 行星地下 （ 洞
穴） 探险的动机包括研究行星的起源 、 地质、
场景 ２ ：维 护 导航 点 设 施 的机 器 人 （ 航 点 设 备 管理 ／ 维护 机 器人 ）
伴随着人类更加深 入的太空探索 ，发展导
生命迹象和人类居住的适宜程度等等。 最近 ， 伴随着太阳 系中月球 、火 星及其他行 星的天 窗 的发现 ，使以往我们无法深入研 究某些天
有的民用和军用领域找到应用实例 ，从飞行器 到空气 质量传感器 ， 从医疗卫生进步到维护执 法和个人安全的新材料等。ＮＡ Ｓ Ａ的衍生技术 挽救了无数的生命 ，创造了大量的工作机会 ，
为企业和消费者节约了超过 ６ ２亿美元的成本。
据估计 ， 直接和间接从 ＮＡ Ｓ Ａ共享 出的技术，
体 的局面 正在改变。天窗 是陡峭的圆柱形或
航点设施被提上 日 程 ，其将作为一个到很多目
的地的起点 （ 如绕 月轨道空间 、月球 、近地小
中国 科学 院地 质 与地
统 。因此 ，Ｎ Ａ Ｓ Ａ已经 为机 器人和 自动化 系 统 制定了一份 专门的路线图 ，目标是 为未来
机器 人技术融人 教育以促进科 学 、技 术 、工 球物理 研究所博士 程和数学 的发展；增强服务领域 、应急响应、 危险环 境操作和排爆机器 人的任务执行能力
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
——从网络到机器人
1
目录
概述 ................................................................................................ 9 领域具体结论.............................................................................. 11
2
3.1 流程 .......................................................................... 21 3.2 机器人和制造业概述 .............................................. 22 3.3 制造业的关键能力. ................................................. 24 4 研究与开发：有前途的方向................................................ 30 4.1 学习和适应 .............................................................. 30 4.2 建模、分析、仿真和控制 ...................................... 31 4.3 标准化方法 .............................................................. 31 4.4 控制和规划 .............................................................. 31 4.5 感知 .......................................................................... 32 4.6 新机构和高执行效力驱动器 .................................. 32 4.7 人机交互 .................................................................. 32 4.8 架构和展示 .............................................................. 33 4.9 测量学 ...................................................................... 33 4.10 制造中的云机器人和自动化 .................................. 34 5 参考文献 ................................................................................ 36 6 参与者 .................................................................................... 37 医疗保健和医疗机器人技术路线图.......................................... 38 动机与范围.................................................................................. 38 参与者 .......................................................................................... 38 研讨会成果发现.......................................................................... 38 1 引言 ........................................................................................ 39
4
4.8 物理性人机交互 ...................................................... 71 4.9 社会辅助机器人的交互算法 .................................. 72 4.10 建模、仿真和分析 .................................................. 72 5 路线图制定过程.................................................................... 74 6 参与人 .................................................................................... 75 服务机器人路线图...................................................................... 76 1 引言 ........................................................................................ 76 2 战略调查 ................................................................................ 77 2.1 主要市场和驱动来源 .............................................. 78 2.2 近期机遇和商业化影响因素 .................................. 79 2.3 科学和技术挑战 ...................................................... 80 3 主要挑战/能力....................................................................... 86 3.1 激励场景 .................................................................. 86 3.2 功能路线图 .............................................................. 90 4 基本研究和技术.................................................................... 99 4.1 架构和叙述 .............................................................. 99 4.2 控制和规划 .............................................................. 99 4.3 认识能力 .................................................................. 99 4.4 稳固的，高保真传感器 ........................................ 100 4.5 新机制和高性能驱动器 ........................................ 100 4.6 学习和适应 ............................................................ 101
3
1.1 领域定义 .................................................................. 39 1.2 社会动因 .................................................................. 40 2 战略发现 ................................................................................ 42 2.1 外科手术和介入机器人 .......................................... 42 2.2 机器人取代了减少的或丧失的功能 ...................... 43 2.3 机器人辅助康复与复健 .......................................... 44 2.4 行为治疗 .................................................................. 45 2.5 特殊需要人群的个性化护理 .................................. 46 2.6 健康促进 .................................................................. 47 3 主要的挑战和功能................................................................ 48 3.1 范例场景 .................................................................. 48 3.2 功能路线图 .............................................................. 50 3.3 部署问题 .................................................................. 66 4 基本研究/技术....................................................................... 67 4.1 体系构架和表达 ...................................................... 67 4.2 形式化方法 .............................................................. 68 4.3 控制和规划 .............................................................. 68 4.4 感知理解 .................................................................. 69 4.5 鲁棒性和高保真的传感器 ...................................... 69 4.6 新型机构和高性能执行器 ...................................... 70 4.7 学习和自适应 .......................................................... 71