机器人技术

机器人技术指的是机器人的设计和应用，机器人是可以胜任一系列任务的自动化机器。最初机器人被集成到工厂装配线以简化和提高汽车生产效率。今天，人们将机器人应用到采矿、运输和军事领域中，由它们承担危险或乏味的工作任务，有助于改善工业运营。预计到2020年全球机器人将翻番至400万台，这一转变将影响商业模式和全球经济。日益依赖机器人将对工人产生何种影响存在激烈争论。尤其是现在，机器人更智能、安全、便宜。虽然机器人技术至少4年后才能进入高等教育主流应用，但它的应用潜力开始显现，特别在医疗领域。新的推广项目正促使机器人技术和编程技术成为跨学科的STEM技能，有助于学生能够更好地解决问题。新兴研究也显示，与拟人机器人(humanoid robots)互动可以帮助患有谱系障碍(spectrum disorders)的学习者提升沟通策略和社会技能。

与机器人共同工作和生活的场景已变得不再遥远。与前几代机器人相比，现在的机器人不再那么笨拙，也更像人，功能日益复杂，可执行简单、有用或复杂的任务。美国国防部的国防高级研究计划局（DARPA）资助了许多机器人项目。2015年，DARPA的机器人挑战赛召集了25个世界顶级机器人组织，开发和测试可在核事故和自然灾害后执行危险救援任务的机器人。来自韩国的机器人DRCHUBO赢得了比赛，因为他可以从步行双足机器人转换为轮式机器人。这一独特设计使得他在跌倒后 能够自行爬起来。他还能够完成所要求的系列任务，如爬楼梯、在墙上钻洞、开门等。

作为至少4年后才能进入高等教育主流应用的技术，机器人技术已经在大学教学中发挥着更大作用，但在这一领域的突破必将影响日常生活。自动驾驶汽车是一种新兴的机器人技术。Uber最近成立了先进科技中心，中心聘请了来自卡内基梅隆大学国家先进机器人工程中心的科学家们，而且功夫不负有心人，他们已经研制出行为类似于人类的机器人。加州大学伯克利分校电气工程和计算机科学系编制了一台模仿人类神经网络的机器人，他能够通过实践学习新技能。被命名为“伯克利单调任务替代者机器人”，标志着该领域取得了重大进展，预示着未来机器人将能够自己完成复杂活动，如洗衣服或打扫房子。

从经济角度来看，实证研究开始显现出劳动力日益依赖机器人的长期影响，这一领域吸引了经济学家、社会科学家和未来学家。伦敦经济学院最近对国际机器人联合会的数据展开分析，比较了1993-2007年间17个国家的14个工业领域中机器人使用情况。研究人员发现，虽然机器人与其他技术相比对生产率有显著影响，但机器人应用和降低就业率之间却不存在显著关联。机器人取代了低技能工人，但却提高了工厂的生产效率，为其他工人带来了新的就业机会。最近，布鲁金斯研究所(Brookings Institute)的一项研究指出，机器人将不可避免地占据大部分日常生活，但也有必要制定政策，用以支持人们在变化莫测的工作环境中能够过上更为充实的生活。

随着机器人在工业上扮演更重要的角色，大学也在不断开设在工程创新设计方面的课程。2015年，佐治亚理工学院和埃默里大学合作在美国率先创建了医疗保健机器人的学士、硕士和博士学位课程。这一项目由美国国家科学基金会资助，由两所大学的工程、机器人技术、神经科学、生理学、康复和心理学等专业组成。最近，加州大学圣地亚哥分校和克莱姆森大学的研究人员已在利用3D打印技术开发更好的机器人和医疗设备。他们合作发现：像海马尾巴的重叠方形部件，比圆柱形部件组成的手臂更易抓住物体表面。机器人在医科学生培训和医院临床操作中已有应用。在墨西哥国立自治大学医学院学生在24台机器人患者身上进行训练。机器人与模拟各种疾病症状的软件系统相连，他们均配有机械性器官、模拟呼吸系统和合成血液。美国范德堡大学工程系中，STORM实验室的研究人员已经开发了一项使能技术用于研发无线医学胶囊机器人。胶囊机器人可以进行内窥镜透视，原理是人们吞服他们后，他们在体内进行活检并返回影像，医生依据影像提供治疗。他们可以在没有外界干预的情况下遍历整个胃肠道周围组织。高等教育机构中开展机器人技术研究会对K-12学习环境产生一定的影响。在宾夕法尼亚州立大学，GRASP实验室的研究生和教师正在为费城学区的中学数学和科学教师创建课程模块。该计划由美国国家科学基金会资助，旨在系统地在学校中培养新一代STEM领导人，以持续创建和支持机器人活动。机器人治疗的疗效，尤其是用于心理障碍治疗也备受关注。位于加拿大多伦多的瑞尔森大学的研究人员将游戏性机器人用于儿童自闭症谱系障碍（ASD）的语言训练中。通过学习者与机器人之间的交互记录分析，研究人员认为机器人因其具有低刺激水平和可预测行为，能促进自闭症谱系障碍儿童的沟通能力。

资料来源：《新媒体联盟地平线报告：2016高等教育版》L·约翰逊（Johnson,L）

编辑：刘雪飞