最近幾年來，機械人研討獲得了長足的提高，但要想在我們的生涯中普及機械人還是妨礙重重。《Science Robotics》雜志羅列了機械人普及亟待處理的10年夜挑釁。

　　編纂們對機械人技巧的未處理的困難停止了在線查詢拜訪，并組織了一個由機械人專家構成的專家小組，他們列出了30個最主要的主題，然后將其分紅10年夜挑釁，這些挑釁能夠在將來5到10年內發生嚴重影響。

　　以下是他們提出的十年夜挑釁：

　　1、新資料和制作計劃

　　機械人專家正開端不再局限于以往用電念頭、齒輪和傳感器制造機械人的辦法，測驗考試應用諸如天然肌肉、軟機械人技巧和新的制作辦法，將多種功效整合在一種資料中。但這些先輩的制作辦法年夜多半還處于早期階段，是以將它們整合還難以完成。多功效的資料，如感應、挪動、能量搜集或能量貯存等，可讓機械人設計更高效。然則將這些分歧的屬性組合在一臺機械上，須要應用新的辦法，而新辦法一定混雜了微標準制作技巧和年夜范圍制作技巧。另外一個有愿望的研討偏向是可以隨時光變更以順應情況或自我治愈的資料，但這須要做更多的研討。

　　2、仿活力器人和生物混雜機械人

　　年夜天然曾經處理了機械人專家們正在盡力處理的很多成績，是以很多人轉向生物學追求靈感，乃至正盡力把性命體系融入到他們的機械人中。然則，在復制肌肉的機械機能和生物體系供給本身能量的才能方面，依然存在著偉大的瓶頸。天然肌肉的成長曾經有了很年夜的提高，然則這類肌肉的硬朗性、效力、活氣和能量密度都須要進步。將活細胞嵌入機械人可以戰勝為小型機械人供給動力的困難，也能夠將自我修復和嵌入式傳感等生物特征嵌入機械人，不外若何整合這些部門依然是一個嚴重挑釁。固然愈來愈多的“機械人植物”正在贊助人們解開年夜天然的機密，但我們還須要做更多的任務，來研討植物若何在飛翔和泅水等才能之間轉換，從而建造多通道平臺。

　　3、能量和動力

　　動力貯存是挪動機械人技巧的一個重要瓶頸。無人機、電動汽車和可再生動力對此的需求賡續增加，推進了電池技巧的提高，但多年來，基本挑釁根本沒有轉變。這意味著，在電池開辟的同時，要盡力最小化機械人的用電需求，而且讓它們應用新的動力。讓它們從情況中獲得能量并經由過程無線傳輸能量是值得研討的兩種極具遠景的研討偏向。

　　4、機械人集群式處置義務

　　成群的簡略機械人組裝成分歧的構造來處置分歧的義務，這能夠是一種更廉價、更靈巧的計劃，用于替換年夜型的履行特定義務的機械人。更小、更廉價、更壯大的硬件可讓簡略的機械人感知四周的情況，并與人工智能相聯合，從而模仿出能在天然界鳥群中所看見的行動。然則，完成對分歧范圍的機械人群體最有用的掌握方法須要做更多的任務——小的群體可以集中掌握，然則年夜的群體須要疏散成小群體再停止掌握。這些機械人還須要制作地加倍牢固，可以或許順應實際世界的變更前提，并能抵抗成心或不測損害。另外，還須要對具有互補功效的分歧機械人停止更多的研討。

　　5、飛行與摸索

　　機械人的一個癥結用處是摸索人類沒法達到的處所，好比深海、太空或災害區。這意味著他們須要善于于摸索和導航那些沒有地圖、且平日極其凌亂和危機四伏的情況。重要的挑釁包含創立可以或許順應、進修和從導航掉敗中恢復的體系，而且可以或許辨認新的發明。這須要高度的自立性，讓機械人可以或許對本身停止監控和從新設置，同時可以或許應用具有分歧靠得住性和精確性的多個數據源構建一個世界的圖象。

　　6、機械人技巧自己

　　深度進修曾經完全轉變了機械辨認形式的才能，但這須要與基于模子的推理相聯合，發明出順應性強的機械人，可以或許在任務進程中進修。這個中的癥結的地方在于發明人工智能，它能認識到本身的局限性，還能進修若何進修新事物。創立可以或許從無限的數據中疾速進修的體系，而不用從深度進修所須要的數以百萬計的例子中進修，這一點也很主要。我們對人類智力的進一步懂得將是處理這些成績的癥結。

　　7、腦機接口

　　腦機接口將可以或許對先輩的機械人停止無縫掌握，但也能夠證實一種更快、更天然的方法來與機械人交換指令，或許只是用于贊助他們懂得人類的精力狀況。今朝年夜多半丈量年夜腦運動的辦法既昂貴又法式繁瑣，是以，在簡練、低功率和無線的裝備上能起感化將異常主要。因為瀏覽年夜腦運動具有不準確性，它們也偏向于停止擴大練習、校準和順應。并且，它們能否會勝過一些更簡略的技巧，好比眼動或瀏覽肌肉旌旗燈號，還有待不雅察。

　　8、社會互動

　　假如機械人要進入人類的生涯，它們將須要學會與人類打交道。但這其實不簡略，由于我們簡直沒有詳細的人類行動模子，并且我們很輕易低估我們與生俱來的人道中的龐雜性。社交機械人須要可以或許感知到纖細的社會線索，好比臉部臉色或腔調，懂得它們所處的文明和社會情況，并對與它們互動的人的心思狀況停止建模，以順應與人類停止交換，不管是處于短時間關系照樣歷久關系的進程中。

　　9、醫療機械人

　　醫學是機械人在不久的未來會發生嚴重影響的范疇之一。加強內科大夫才能的機械人裝備已正常應用，但個中的一年夜挑釁在于在如許高風險的情況中進步這些體系的自立性。主動化機械人助手須要可以或許在各類場景中辨認人體結構，并可以或許應用態勢感知和語音指令來懂得分歧場景下的需求。在內科手術中，主動化機械人可以履行手術流程中的慣例步調，讓內科大夫為病情更龐雜的病人辦事。在人體外部運作的微型機械人也有愿望在將來普及，但應用這類機械人仍有很多妨礙，包含有用的傳輸體系、跟蹤和掌握辦法，癥結是找到可以或許改良現無方法的醫治辦法。

　　10、機械人倫理與平安

　　跟著后面的挑釁被逐個戰勝，機械人將逐步融入我們的生涯，但這一成長也將發生新的倫理困難。最主要的是，我們能夠會過度依附機械人。這能夠會招致人類掉去某些技巧和才能，使我們沒法在掉敗的情形下掌握局勢。我們終究能夠會把出于品德緣由須要人類監視的義務拜托給機械人，由此，人們在掉敗的情形下便會把義務推辭給機械人。它還可以削減人們的自決權，由于人類的行動會產生變更，以順應機械人和人工智能有用任務所須要的一些平常運動和限制。