每個機器人都有其侷限性。
對於著名的 Roomba 吸塵器來說，它的使用時間是兩到三個小時。對於在伊拉克部署的數千個機器人來說，時間也差不多。對於倉庫中整理我們運動鞋訂單的機器人來說，是八個小時。而勁量兔子呢？別想了，最多幾分鐘。
或許，電池的壽命比任何其他因素都更限制了機器人技術在日常生活中的滲透。隨著計算機處理和感測器逐年變得更便宜、更強大，電池卻效率低下，充電緩慢，一直滯後不前，這讓工程師們夢想著有一天，他們能擁有足夠的力量來為他們最大膽的創造物賦予生命。
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因此，機器人專家們非常關注今年電池技術投資的巨大增長，這受到華盛頓新政府和電動汽車推廣的推動。僅本月，能源部就宣佈了 24 億美元的電池相關資金。
佐治亞理工學院機器人和智慧機器中心主任亨裡克·克里斯滕森表示，雖然這筆資金的大部分將首先在車庫中體現出來，但它可能會使機器人技術進入全新的移動領域。
他說：“無論他們做什麼，我們都將從中獲益。我們永遠不會強大到足以單獨推動市場。”
他補充說：“毫無疑問，機器人技術的新發展將極大地受益於電池技術。”
弗吉尼亞理工大學機器人與機械實驗室主任丹尼斯·洪說，對於設計不依賴電源插座執行的機器人的工程師來說，該領域正處於停滯不前的狀態。
洪說：“我們目前正處於設計門檻。我們不能新增更多的電池，否則它會變得更重。但如果它更輕，[機器人]只能持續 10 分鐘。”
改進電池的最大意義或許在於自主機器人——不僅能獨立執行，還能做出判斷，實際上還能思考和學習的機器。對於純粹主義者來說，這些才是真正的機器人。長期以來一直是製造業支柱的機械臂相比之下只是複雜的工具。
幾十年來，大多數機器人都被限制在虛擬或實際的圍欄後面，主要是因為擔心它們可能會意外地踐踏或傷害人類。考慮到初步的意識和持久的電池，機器人現在可以打破這些障礙，在工作場所、道路上和家中與人類融合。
洪說，這樣的機器人比我們想象的更接近現實。在他的實驗室裡，他們已經設計出了自動駕駛的原型汽車，並且正在開發一種小型人形機器人，該機器人將為學校校園提供導覽服務。
他說：“技術將在社會準備好之前就緒。”
一些自主機器人現在已經投入使用，工廠和倉庫已經開始使用這些機器在幾乎沒有人工指導的情況下移動材料。克里斯滕森的實驗室正在與波音公司合作開發機器人，以移動其笨重的大型飛機部件。一家高科技初創公司 Kiva Systems 設計了一種完全不同的現代倉庫，它使用自協調機器人作為“可移動的貨架”。
Kiva 的機器人在執行八小時後電量耗盡，之後它們會自動返回充電站。Kiva 的發言人米奇·羅森伯格說，更持久的電池將使他們的倉庫系統（已被 Zappos 等知名線上零售商採用）可以使用更少的機器人，從而降低成本。
他說：“我們理想的電池成本應該與鉛酸電池相似，充電速度與超級電容器一樣快，並且儘可能持久。”
瞄準月球——或更好的吸塵器
這種理想的電池還很遙遠，但這並沒有阻止當今的研究人員突破電池儲存的極限。美國軍方對可以在電池上執行 10 小時的自主機器人感興趣，而美國宇航局的太空任務也將極大地受益於更持久的電池，美國宇航局噴氣推進實驗室的機器人硬體小組主管艾倫·西羅塔說。
該實驗室開發了名為“精神號”和“機遇號”的機器人漫遊車，它們目前正在火星表面漫遊——比美國宇航局預計它們失效的時間晚了幾年。雖然配備了太陽能電池板，但漫遊車仍然依賴電池，因為它們接收到的微薄太陽能需要收集起來用於高能量密集型操作。
西羅塔說：“這有點像在電池庫中存款。”
他的團隊還在開發一種大型的六足機器人，用於在月球上使用，如果美國宇航局真的返回那裡的話。與輪式機器人相比，腿式機器人的能量需求特別高。但是，雖然車輪在能量使用方面效率很高，但它們僅限於像道路一樣堅硬、光滑的表面。當障礙物出現時——比如，一片地雷或崎嶇的月球表面——那麼“腿才是真正的王者”，洪補充道。
目前的移動機器人也受到其力量的限制。克里斯滕森說，Roomba 就是一個完美的例子。與插電式機器人相比，它的實際吸力不足，僅僅是因為它無法節省電量。改進的電池將帶來真正的移動吸塵器和割草機，能夠長時間進行大量工作。
隨著機器人尺寸的縮小，電力問題變得更加嚴重。正如卡內基梅隆大學的機器人專家梅爾·西格爾所指出的那樣，即使是勁量兔子，在電池耗盡之前也只能執行三到四分鐘（根據動畫電子玩偶的創造者所說）。在微觀層面，無論電池有多好，都無法成為解決方案。相反，能源將不得不從環境中提取，就像微生物一樣，他說。
在未來幾年，人們很可能會開始在更熟悉的場景中（如醫院和道路上）直接與移動自主機器人互動。尤其是在醫療保健領域，機器人輔助手術正在推動該行業的發展，例如，這種手術用於心髒、大腦和前列腺的精細手術。克里斯滕森說，去年在美國進行了大約 20 萬例機器人輔助手術。
雖然許多此類醫療機器人是外科醫生的延伸，但現在正在開發可以自主進行手術並從以前的手術中學習的機器人。根據英國皇家工程學會最近的一份報告，一個使用機器人來決定最佳手術路線的系統的試驗將於明年在歐洲開始。
在家庭中，正在開發監控老年人和體弱者的移動機器人系統，這些系統將從他們主人的典型習慣中學習，以標記出異常行為，例如在浴室中花費的時間過多，或進食不足。正在進行大量關於設計傳達情感的系統的研究，在日本，機器人已經在購物中心充當保姆。
皇家學會報告的撰稿人克里斯·艾略特說，人們會和他們的貓說話，很快，他們就會和他們的機器人說話。
艾略特說，作為一個社會，我們在構思自主機器人的倫理、道德和法律影響方面做得很少。對於一個從之前 50 次手術中學習的機器人外科醫生，“當它在第 51 次手術中殺死某人時會發生什麼？”他說。企業是否可以對學習的機器承擔責任？如果機器人的成功率仍然高於人類外科醫生呢？我們是否會允許機器人犯錯？
大多數從事機器人研究的科學家長期以來一直在思考倫理問題——今天的機器人專家就是昨天的艾薩克·阿西莫夫的狂熱讀者。但他們說，他們不能單獨決定他們開發的技術將如何被接受。艾略特說，這是一個未來每個人都會面臨的問題。
他補充說，有一個簡單的問題需要考慮，而且它可能比我們任何人預期的都來得更早：“我們真的會在法庭上看到計算機作為被告嗎？”
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