美国国家科学基金会投3至5千万美元研发协作式机器人

2015年12月,美国国家科学基金会(NSF)宣布将投资3至5千万美元用于研发协作式机器人,相关经费将用于支持25至70个科研项目。NSF将从14个重点方向开展相关研发,包括:

自治系统方面:涉及到在非结构化环境中部署单个或多个代理(agent)来增强智能感知和智能决策方面的原理、计算方法和架构等;

社会、行为和经济方面:从这三个方面探索协作式机器人对人类各领域活动的深远影响;包括人口统计学群体和一般意义上的社会群体对协作式机器人可能的理解,推广和使用模式,各行业使用协作式机器人的积极面、潜在问题和伦理诉求,使用协作式机器人之后不同群体中劳动力(老人和非英语母语者)的参与率等;

传感和智能感知方面:涉及传感器/生物传感器系统和网络;针对特定目标的高空间分辨率和高时间分辨率的实时环境感知系统;各种光照条件下的目标识别与感知系统;具有同时识别监视包括生化威胁、生物印记、代谢物和植物病原体等在内的多目标传感器;增强智能感知的策略等;

建模与分析方面:协作式任务(譬如生产线装配)的人机交互物理模型以及相关的性能参数;可验证的仿真模型和仿真基准;动态人机交互团队中的工程和人为因素建模;多模态界面和操作人员技能培养建模;支持人机系统任务正常执行的形式建模;关于人机任务中不确定性以及构建可靠人机任务规划系统方面新的几何和物理模型;能对协作式机器人的长期影响做出分析和预测的社会、行为和经济学模型等;

设计和材料方面:有利于提高人的安全性和增加操作舒适度的机器人的物理设计;协作式机器人的通用启动方法;启动和移动机器人的新方法和新机制;带有嵌入式电源、启动、传感和计算功能的软结构;协作式机器人的系统级设计和工程方法论;协作式机器人运动和动力特性的优化;机器人和传感器的小型化研究与实践;协作式机器人的可制造性、成本和生命周期的分析;能进行生物特征探测和急救的可穿戴机器人和智能服装;

交流和操作接口方面:包括研究人类的认知、交流和自然语言处理、语言理解和语言能力的形成过程;人和机器之间通过物理接触以及人脑-机器界面(接口)进行交流的可行性;分析、理解和具有语言能力以及包括诸如通过姿势和触觉等其它交流方式在内的人机交流的算法和体系结构方面的研究;包括对话、交谈和跨语言交流等方式在内的交互式人机交流方式;

规划和控制方面:能保障协作任务顺利执行的规划方法;可证明的正确的规划方法;能有效标识搜索空间和速度规划的模型和算法;包括人机系统在内的混合系统的最优控制方法;实时规划动态模型;人类引导的规划;容错规划;实时错误诊断与再规划;持续校正和同化的动态规划模型;规划的形式化模型;局部中心控制器的可靠性,这包括出现在外骨骼修复和智能假肢中的控制器;模拟人类学习、推理和行动计划方面的控制器;适合人类控制的人机协同学习界面(接口)的可靠性;

人工智能方面:人类推理和行为规划背后的机理;整合了推理、感知、运动和自然语言处理能力的问题解决架构;人类感知和获取语境知识的模型;适用于人机协作融合了机器和人工智能规划能力并具备导航和学习能力的系统;能强化多代理系统,人机认知和发展以及知识表示等方面的专业知识;

认知和学习方面:机器认知与预测;人类或动物的认知模型;能提高人类认知水平的认知修复模型;人机团队共享心智模型;能从自己的经验或其它机器人的经验学习的系统;认知修复;整合了演绎推理、概念统计、案例和符号推理等功能的混合体系架构;采用通用非线性逼近与扩展以及非光滑逼近等方法实现的通用机器学习算法;

算法与硬件方面:设计适用于上述研究项目的数据结构,算法和硬件系统(包括GPU和FPGA)以满足相应的实时和交互性能要求;以及支持各种问题规模大小的解决方法;譬如,一个操作员可能管理一个庞大的机器人队伍;

应用场景方面:新的应用场景就需要新的传感器,研究课题应侧重于医疗保健、海事、监控、采矿、居家、农业、纳米机器人、神经接口、信号处理、智能假肢控制方法等方面;

具体平台方面:研究课题侧重于微型机器人、纳米机器人、类人机器人、联网多机器人团队、机器人操作系统(ROS)、假肢、家居和装配线等方面;

辅助技术方面:借助于能理解人类意图,根据实际情况决策并能让人类具有超出其自身固有的生理、认知或者感知能力的系统来让增强人类能力;

STEM(Science,technology, engineering and mathmatics)教育方面:研究机器人技术以给不同行业不同年龄的人创造一个交互式的因材施教的学习环境;培养下一代研究人员来解决数据时代机器人科学和技术领域所面临的新挑战。

原文发布于微信公众号 - 人工智能快报(AI_News)

原文发表时间:2016-02-26

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