在过去五六年中，美国制造业出现了 60 万个新增岗位。而在同一时期，我们发现工业机器人在工业中应用的比例也有了很大的提高。过去三年中的每个季度，机器人的销售量都在创造新的记录，美国从未有过如此数量的机器人。
最主要的新增长点在于与人协作的协作机器人。协作系统的新标准（ISO 10218 and ISO/TS 15066）提供了一个框架，为如何设计这些用于不同任务的系统提供了帮助。
随着技术的发展，传感器和处理器变得更加高效，机器人工业出现了产业革命，产品变得更加灵活，易于操作。但是，机器人的设计应用和部署仍然相对简单。目前业界仍然缺乏使用现代设计，部署更多传感器，更加灵活的机器人系统，以供未经训练的人使用。人机交互系统仍需要进一步发展。机器人操作系统中的主要限制在于缺乏灵活的抓握机构，这导致目前的机器人还不能在日常生活中广泛应用。我们需要对材料，集成传感器和计划/控制方法进行新的研究，以使机器人能够达到接近人类幼儿的灵活性。
机器人的应用并不仅限于制造业，物流行业也在新技术的发展中受益。电子商务每年的增长率超过 40%，Amazon Express，Uber Food 等新服务层出不穷，这些商务模式都是新技术出现的产物。最近我们看到 UPS 正在试验用无人车辆进行最后一英里包裹配送。为了实现每天上百万件物品的配送，人们需要稳健灵活的机械臂，同时也需要自动平台能够在仓库中以每小时 30 英里的速度穿行。这些应用要求研究者对多机器人协调系统投入研发力量，构建先进的的计算机视觉识别和建模系统。其他的专业服务，如办公室和商店的清理系统正在缓慢地发展，商店货架的摆放对于机器人来说是一项十分复杂的任务。基础导航系统已经出现，但这方面的主要挑战是构建长期无需人类监视的自动系统。大多数此类专业系统仍然没有良好的用户界面，不能被非专业人士掌握。
在家用市场中，销售最多的产品是吸尘和地板清洁机器人。最近我们看到了家庭伴侣机器人的出现。这其中包含递送物品的机器人，和辅助教育儿童的机器人。伴侣机器人的风潮即将出现，几乎所有此类系统都只能完成有限的一些任务。如果我们想要让儿童接受真正的教育，让老人在家中能够独立生活，伴侣机器人仍需要在情景意识，稳定性和服务种类方面有更大突破。
新一代的自动驾驶系统已经应用于汽车，飞机，水下和空间探测器中。人类驾驶员每1亿英里出现一次致命事故，而自动驾驶汽车距离这样的安全记录还相去甚远。对于航空系统而言，民用空域的重新规划是重要问题，但无人机确实为运输，环境监测等工作创造了新方式。在太空探索领域，主要的挑战是从遥远的行星上获取样品，并把它们带回地球。这些任务要求机器系统能被人类操作者灵活掌控。
工业 4.0 和工业互联网中出现的新标准将帮助我们获得便宜普及的通信机制，应用更多分布式计算和智能系统的新架构。物联网将会塑造更加智能化的体验环境，新的机器人系统会在用户体验方面有很大提高。设计这种复杂的系统，保证它稳定，可扩展和高交互性非常重要，我们已经看到新的方法和系统设计进入应用范围，机器人的宏观概念和基本行为都会得到改观。
我们看到了将新系统引入日常生活和工作中的趋势，与此同时，员工培训也在变得越来越重要。新的劳动力培训需要在所有层面上展开，从初高中教育到技校，最后到各类学院。这些训练不能仅仅停留在学校里，也不能仅仅覆盖年轻人，它需要深入社会的每一个角落。它是新技术造福人类的前提。
最后我们还要考虑将新技术纳入美国现有的法律框架中，以保证这些技术不会存在风险，让机器人在日常生活中能够真正成为我们的伙伴。
路线图文档
该路线图包含的章节针对机器人技术的不同使用案例，包括制造业转型、下一代消费者和专业服务、医疗保健、公共安全、地质探索等等。这些领域的每一个都在独立的章节中进行了详细的分析。随后的一章节对整个领域做了一个整体研究路线图。有些章节关注劳动力开发，法律道德问题的探讨，使用这些技术的经济环境。最后一章节讨论了用主要共享基础设施来帮助机器人研究。
