美國國防部周五宣布，由卡內基梅隆大學（CMU）創立的獨立研究機構將收到超過2.5億美元，在匹茲堡建造一個先進的機器人制造研究所。
國防部將公共-私營美國制造研究所（public-private Manufacturing USA institute）授予American Robotics，后者是由卡內基梅隆大學領導的一個非營利企業，包括工業界、學術界、政府和非營利部門等全美220多個合作伙伴。該研究所將從國防部收到8000萬美元，另外還有來自合作組織的1.73億美元。 Richard King Mellon基金會在促進CMU提案方面發揮了特別重要的作用。
這一高級別的獎項將匹茲堡和CMU置于新的制造浪潮的中心，利用人工智能、自主、3D打印和其他新興技術，使工業機器人更適合各種規模的企業，適用于許多用途，并有實現更多目標的潛力。
政府、工業界和學術領導者表示，這一新一代機器人技術有潛力創造大量的新工作，并能使美國正式處于先進制造業的領先地位，從而促進經濟增長。
CMU校長Subra Suresh星期五在五角大樓公告時說：“這個新機構將為該地區和國家帶來巨大的利益，同時為CMU學者和研究人員創造巨大的機會，為大學帶來新的動力。作為回報，該研究所將受益于CMU在技術方面的專長，以及其在政策、道德和人機界面方面的優勢，這將確保新技術有利于人類”。
CMU負責研究的副校長Gary Fedder（CMU ECE和Robotics Institute的教授）是幾位大學教師和官員之一，他們領導研究所的發展和準備工作，他們將在該研究所的建立中發揮關鍵作用。
Gary Fedder說：“當國防部宣布打算創建一個致力于機器人制造的新機構時，我們知道CMU在該領域的歷史實力，導致今天正在進行的前沿研究，這給了我們一個很大的機會。我們很幸運地建立了一個團隊，從全國各地帶來互補的優勢”。
卡內基梅隆機器人研究所的教授Howie Choset與Gary Fedder密切合作，設想和建立了該研究所。他說，該研究所的四管齊下的使命是：給予美國工人與國外低工資工人的競爭能力；創造和維持新的就業機會，以確保美國國家繁榮；降低中小型企業和大型公司采用機器人時在技術、操作和經濟方面的障礙；保障美國在先進制造業的領導地位。
Howie Choset提到：“這項工作有能力廣泛地惠及社會，并使許多潛在的工人及其家人受益”。
機器人在制造環境中被廣泛使用，但是今天的機器人通常比較昂貴，目的單一，其重新編程具有挑戰性，并且為了安全而需要與人類隔離。機器人技術對滿足國防和其他工業制造需求越來越有必要，但資本成本和使用的復雜性限制了中型和小型制造商的參與。高級機器人制造研究學院（Advanced Robotics Manufacturing Institute ，ARM）將整合多個行業的多元化行業實踐和制度知識。
CMU 教務長Farnam Jahanian說：“該研究所將利用CMU在協作機器人、傳感器技術、材料科學和人機交互方面的研究優勢，這些領域正在迅速改變我們許多經濟部門。通過學術界、政府和工業界之間的這種獨特的合作關系，CMU準備彌合研究，創新和新興先進制造領域的實踐之間的差距”。
ARM將通過國防和工業界驅動、關鍵技術開發和員工培訓實現其使命。 ARM致力于關鍵工業部門 - 航空航天、汽車、電子和紡織品 – 這些由合作伙伴定義。
ARM加入制造美國研究所網絡，這是一個雙方計劃，匯集工業界、學術界和政府共同投資世界領先的制造技術和能力的發展。每個美國制造研究所重點關注對未來競爭力至關重要的技術領域。除了機器人技術，其他領域還包括3-D打印、集成光子學或組織制造。在美國制造研究所，聯邦政府承諾超過10億美元，匹配超過20億美元非聯邦投資。
ARM的全稱是“Advanced Robotics Manufacturing” ，即“高等機器人制造”。 為了培養和發展國家制造生態系統，高等機器人制造（ARM）研究所已經形成了國家級的、公私合作伙伴關系，以開發、展示和促進盡早采用新型的機器人解決方案。ARM位于匹茲堡，由一家新成立的國家非營利機構 - 美國機器人公司（American Robotics）領導，該機構由卡內基梅隆大學成立，包括來自工業界、學術界、地方政府和非營利組織的231個利益相關者組成的國家網絡。
美國機器人力求使美國工人能夠與國外的低工資工人競爭；創造和維持新的就業機會，以確保美國國家繁榮；降低中小型企（SME）以及大型公司在采用機器人技術時的技術、操作和經濟障礙；并確保美國在先進制造業的領導地位。
ARM的10年期目標包括將工人生產力提高30％，在美國創造51萬個新制造業崗位，確保30％的中小企業采用機器人技術，并提供主要工業機器人制造商將出現的生態系統。ARM致力于關鍵的增長領域，在制造業，包括航空航天、汽車、電子和紡織品領域快速采用機器人技術。
ARM研究所的戰略任務是：開展由工業界領導的產品研發，發展和提供教育和勞動力培訓，并通過全國性的區域創新合作網絡提供共享能力。ARM研究所將由Dean Bartles（制造工程師協會SME主席）擔任CEO，Howie Choset（CMU-RI教授）擔任CTO。
ARM的技術-經濟影響力生態圈
ARM將跨多個學科（傳感器技術、末端執行器技術的開發、軟件開發和人工智能、材料科學、人機行為建模和質量保證），整合各種行業實踐和制度知識，實現強大的制造創新生態系統。為此，ARM研究院的技術焦點至少將包括六個主要領域：
TA1. 協作機器人（Collaborative Robotics）
顧名思義，機器人在工作過程中與工人和其他機器人形成伙伴關系，此時需要能夠識別物理接觸的可能性并規劃回避動作。在協作環境中，安全至關重要！隨著拓撲優化和材料科學的最新進展，未來機器人的設計可以結合軟控制技術、新型高性能驅動器和先進材料。除了物理上的安全交互，機器人將需要通過直觀的界面與他們的人類伙伴有效溝通。他們需要口頭或通過手勢給予指令，識別人類活動以保持同步，并使人類伙伴清楚機器人的意圖。機器人必須易于訓練、操作、并能夠與其他機器人和人類合作。
TA2. 機器人控制：學習和控制（Robot Control: Learning and Control）
機器人可以通過演示學習并根據觀察結果調整其性能，從而降低使用機器人工作時的高成本。適應性的進步將會產生安全有效且高產的機器人系統。敏捷的重復利用將提高機器人在小批量生產中的效用，特別是在不能擁有專用機器人的小公司。先進控制技術和人工智能正在為這一領域的未來發展提供技術支撐。
TA 3. 靈巧操作（Dexterous Manipulation）
旨在為帶有密度接近人類的觸覺陣列的復雜末端執行器，開發硬件和面向對象的算法，以實現對各種對象的魯邦抓取和靈巧操作。隨著自由度的增加，編程變得更加復雜和耗時，因此自適應學習將是一個密切相關的研究方向。
TA4. 自主導航和機動性（Autonomous Navigation and Mobility）
與制造環境中的人類導航類似，機器人應當對路徑規劃和動態障礙物做出快速響應。機器人車輛需要能夠在現有的制造環境內（包括人和其他機器人）自主移動。安裝在移動平臺上的靈巧手臂可以提供多用途的操縱能力。
TA5. 感知（Perception and Sensing）
感知是一項需要重大進步的關鍵能力。諸如視覺、三維測距、觸覺、溫度、力覺和其他的感測模態必須提前、分析和融合，從而向機器人提供適當的情境感知。工廠機器人將需要更多能力的感知系統來監控其進程和周圍環境（人、其他機器人或設備）。這些系統將需要檢查零件和組件的缺陷；估計人類的情緒和身體狀態以維持安全性和生產力；并基于觸覺和其他反饋執行更廣泛的抓取和組裝策略。
TA6.測試和驗證（Verification and Validation）
幫助機器人研發的虛擬和現實方法以及工具是（包括建模和仿真）驗證原型和制造過程的關鍵。這包括基于證據的設計，實施和分析，以及通用的軟件測試平臺和結果數據存儲庫。獨立的驗證能力對這個領域至關重要。
結語：我國制造業會在未來收到沖擊嗎？美國對先進制造業顯然相當重視，而這一波變革的關鍵就是機器人技術。搞機器人的朋友們，我們一起擼起袖子加油干吧。
