在過去五六年中，美國制造業出現了 60 萬個新增崗位。而在同一時期，我們發現工業機器人在工業中應用的比例也有了很大的提高。過去三年中的每個季度，機器人的銷售量都在創造新的記錄，美國從未有過如此數量的機器人。
最主要的新增長點在于與人協作的協作機器人。協作系統的新標準（ISO 10218 and ISO/TS 15066）提供了一個框架，為如何設計這些用于不同任務的系統提供了幫助。
隨著技術的發展，傳感器和處理器變得更加高效，機器人工業出現了產業革命，產品變得更加靈活，易于操作。但是，機器人的設計應用和部署仍然相對簡單。目前業界仍然缺乏使用現代設計，部署更多傳感器，更加靈活的機器人系統，以供未經訓練的人使用。人機交互系統仍需要進一步發展。機器人操作系統中的主要限制在于缺乏靈活的抓握機構，這導致目前的機器人還不能在日常生活中廣泛應用。我們需要對材料，集成傳感器和計劃/控制方法進行新的研究，以使機器人能夠達到接近人類幼兒的靈活性。
機器人的應用并不僅限于制造業，物流行業也在新技術的發展中受益。電子商務每年的增長率超過 40%，Amazon Express，Uber Food 等新服務層出不窮，這些商務模式都是新技術出現的產物。最近我們看到 UPS 正在試驗用無人車輛進行最后一英里包裹配送。為了實現每天上百萬件物品的配送，人們需要穩健靈活的機械臂，同時也需要自動平臺能夠在倉庫中以每小時 30 英里的速度穿行。這些應用要求研究者對多機器人協調系統投入研發力量，構建先進的的計算機視覺識別和建模系統。其他的專業服務，如辦公室和商店的清理系統正在緩慢地發展，商店貨架的擺放對于機器人來說是一項十分復雜的任務。基礎導航系統已經出現，但這方面的主要挑戰是構建長期無需人類監視的自動系統。大多數此類專業系統仍然沒有良好的用戶界面，不能被非專業人士掌握。
在家用市場中，銷售最多的產品是吸塵和地板清潔機器人。最近我們看到了家庭伴侶機器人的出現。這其中包含遞送物品的機器人，和輔助教育兒童的機器人。伴侶機器人的風潮即將出現，幾乎所有此類系統都只能完成有限的一些任務。如果我們想要讓兒童接受真正的教育，讓老人在家中能夠獨立生活，伴侶機器人仍需要在情景意識，穩定性和服務種類方面有更大突破。
新一代的自動駕駛系統已經應用于汽車，飛機，水下和空間探測器中。人類駕駛員每1億英里出現一次致命事故，而自動駕駛汽車距離這樣的安全記錄還相去甚遠。對于航空系統而言，民用空域的重新規劃是重要問題，但無人機確實為運輸，環境監測等工作創造了新方式。在太空探索領域，主要的挑戰是從遙遠的行星上獲取樣品，并把它們帶回地球。這些任務要求機器系統能被人類操作者靈活掌控。
工業 4.0 和工業互聯網中出現的新標準將幫助我們獲得便宜普及的通信機制，應用更多分布式計算和智能系統的新架構。物聯網將會塑造更加智能化的體驗環境，新的機器人系統會在用戶體驗方面有很大提高。設計這種復雜的系統，保證它穩定，可擴展和高交互性非常重要，我們已經看到新的方法和系統設計進入應用范圍，機器人的宏觀概念和基本行為都會得到改觀。
我們看到了將新系統引入日常生活和工作中的趨勢，與此同時，員工培訓也在變得越來越重要。新的勞動力培訓需要在所有層面上展開，從初高中教育到技校，最后到各類學院。這些訓練不能僅僅停留在學校里，也不能僅僅覆蓋年輕人，它需要深入社會的每一個角落。它是新技術造福人類的前提。
最后我們還要考慮將新技術納入美國現有的法律框架中，以保證這些技術不會存在風險，讓機器人在日常生活中能夠真正成為我們的伙伴。
路線圖文檔
該路線圖包含的章節針對機器人技術的不同使用案例，包括制造業轉型、下一代消費者和專業服務、醫療保健、公共安全、地質探索等等。這些領域的每一個都在獨立的章節中進行了詳細的分析。隨后的一章節對整個領域做了一個整體研究路線圖。有些章節關注勞動力開發，法律道德問題的探討，使用這些技術的經濟環境。最后一章節討論了用主要共享基礎設施來幫助機器人研究。
