问题概述：

1.什么是人机共融？

机器人从1959年诞生到现在，在制造业中发挥着重大作用，尤其是在汽车工业领域。中国科学院院士、华中科技大学机械科学与工程学院丁汉院长认为，未来机器人发展一定是人、机、环境共融的机器人。人发挥人的优势，机器发挥机器的优势，各种环境、操作者和机器人自然交互，完成复杂的工作。将来机器人与环境共融，与人共融，与机器人共融，任何环境下都能完成任务。

人机共融是指在协作区域内，人与机器进行直接交互，协作区域即为机器人和人类可以同时工作的区域。

2.共融机器人最新研究进展

如今，机器人的应用已经从基本的机械加工和简单协助演变成了通过交互作用完成不同环境下的复杂任务。在机械制造、国防安全、健康服务、科考与医疗等方面，机器人发挥着越来越重要的作用。例如，在与环境交互方面，双足机器人实现了在崎岖地形上的高速协调运动；在与人交互方面，智能假肢能够通过神经接口采集生物信号，模仿人的肢体动作，并向使用人员提供反馈；在机器人与机器人之间的交互方面，群体智能机器人可以通过集群控制算法和分散信息交换实现群体合作。

我国国家自然科学基金委员会已经于近期发布“共融机器人基础理论与关键技术研究”重大研究计划，项目预计投资2亿元，执行期为8年，主要研究领域为共融机器人。面向高端制造、医疗康复、国防安全等领域对共融机器人的需求，开展共融机器人结构、感知与控制的基础理论与关键技术研究，旨在开发出“能工巧匠型”智能制造机器人、智能康复机器人和特种集群机器人等具有高级功能形态的机器人系统，为我国机器人技术和产业取得源头创新成果提供科学支撑。

3.未来面临的关键难点与挑战

共融机器人未来研究的主要关注点在三个方面：

一是机器人结构设计与控制。未来的机器人将是同时由刚性材料、弹性柔软材料和运动机构组成的耦合系统。研究其动力学模型和控制方法是增强机器人交互能力的前提。其中刚性部件保证了运动任务驱动的必要动力和响应能力，弹性柔软材料促进与人类的自然互动，提供适应、感知和敏捷的响应能力。了解刚柔混合动力系统结构及其力学行为的特点，有助于揭示受内外力及环境约束共同作用的多体耦合机构变形原理。因此为了提高变刚度机器人结构适应环境的柔性能力和与人类或其他机器人的相容性交互能力，需要开发刚性柔机器人系统动力学模型以及高效的求解方法。

二是多模式动态感知和自然交互。为了在非结构化的环境中实现高度的感知和情境理解，需要通过视觉，听觉和触觉传感机制以及数据融合等多模式获取信息。此外，整合了传感、数据处理和信号翻译的智能感知系统也是十分必要的。同时，无缝的人机交互需要机器人通过收集生物信号和自主学习来识别人的动机和意图。了解人类生理信号在时间，空间和频率范围内的特征，并提出相应的自适应学习方法来准确感知人类行为，都是进一步实现人机自然交互需要解决的问题和挑战。

三是机器人群体智能与操作系统架构。为了设计多机器人智能聚合机制和操作平台，需要研究人员探索自主个体互动及感知决策信息的传播机理，通过独立个体交互和感知过程中信息传播的机制来揭示群体的拓扑演化，合作认知和行动模式的内在联系。另一方面，由于多机器人系统的多态性和分布性，人们希望探索异构网络中分布机器人资源管理的自适应框架和系统架构，以及协调协作的分布式控制策略，以建立群体认知和互动协作的模型及方法，实现集群协作控制。

重要意义：

随着互联网、工业物联网的发展，机器人的发展会更集中于多机器人协同，更强调人机共融。未来共融机器人将实现与环境、人和其他机器人之间的共融，具备多模态传感的机器人将能够更好的理解人类的需求，为生产和生活提供更多的便利。

一是提升制造领域的生产效率与质量。未来共融机器人在工业领域的应用，将能够弥补数控机床在加工大型零件方面的不足，替代部分人工完成生产过程的操作，提升加工效率与质量，降低恶劣生产环境带给人体健康的风险与损害。

二是扩大医疗康复领域的服务范围。集成了视觉、触觉传感元件的多模态共融机器人，可在医疗康复、家庭服务等领域发挥更大的作用。

三是促进学科的交叉，拓展应用范围。共融机器人的发展需要多学科的交叉融合创新，如机械、信息、材料、医学、物理、生化等学科的交叉，进而慢慢走向智能化，这反过来会促进各学科基础研究，催生学科增长点，拓展应用范围。