每个“大孩子”可能都看过《哆啦A梦》吧！儿时经常幻想，假如自己也能拥有一只可以上天入地、无所不能的家养“机器猫”该多好！可惜，这样的梦想一时半会儿是难以实现了。随着人类科技的发展，现实生活中机器人技术的身影也可谓无处不在。尽管如此，当前的机器人技术还远达不到人们的期望——目前最先进的人形机器人之一ATLAS，距离“哆啦A梦”可能还隔着100个“大白”呢。
那么，机器人的发展正在面临怎样的困难和挑战呢？《科学》杂志《机器人》子刊主编——来自帝国理工大学的杨广中教授，带领专家小组就此问题通过在线调查总结出了10个最具代表性的挑战。下面就让我们一起来看看这些挑战是什么吧！
1. 材料及加工工艺
传统机器人的组成通常都是齿轮、电机和执行器这些硬邦邦、冷冰冰的元器件。为了使得机器人可以像生物体一样低能耗、多功能、灵活自主，近年来，诸如人工肌肉这样的新型材料的研发备受瞩目。如何研发、加工出更多特性不同的新材料，并将这些材料有效组合在一起，是机器人材料领域的重大课题。
2. 能源、电池、能量采集技术
上至无人机，下至深海机器人，可移动机器人对能源技术的要求越来越高。因此，从自然中汲取灵感，研发具备生物新陈代谢供能特点的生物混合机器人是机器人能源领域的重要发展方向。
3. 生物混合机器人及仿生机器人
对于生物混合机器人及仿生机器人而言，前面提到的类似生物新陈代谢供能的能源技术和类似肌肉的执行机构都是亟待解决的难题。除了硬件基础，提升机器人的自主性，构建其类人的感知、计算和推理能力同样是发展这类机器的关键。
4. 机器人组技术
未来，发展机器人组技术关键在于“整合”二字。如何使得计算单元与存储单元之间可以更好地整合，如何通过5G无线网络等网络技术使得用户的多个智能设备更好地整合，如何通过人工智能和机器学习方法使得机器人组和环境更好地整合，这些都是机器人组技术面临地挑战。
5. 在极端环境中的导航和探索
机器人需要在未知领域作业，特别是极端的未知环境。在这种情况下，我们需要机器人导航可以正常运行，在经历故障之后可以自我恢复，并且在不断变换的未知环境中，学习适应新的环境，同步定位并构建地图。
6. 人工智能
人工智能是诸多机器人技术应用的基础。近年来，深度学习算法结合大数据极大提高了机器人物体识别的准确度。尽管人工智能技术在近几年取得了飞跃性的进展，但是我们离复制乃至超越真正的人类智能仍有很大距离。
7. 脑机接口
通过测量并分析神经信号，脑机接口技术可以检测到特定的大脑活动，并据此来控制相应的外部设备。研发出低成本并且可以实现无线传输的神经信号测量设备是脑机接口技术应用于现实环境所需解决的首要难题。
8. 社会交互
对于（没有社恐）的人类而言，社交是一件再自然不过的事情。这些看起来简单的行为，对于机器人而言却异常困难。如何构建社交模型并学习必要社交和道德准则，是实现机器人社会交互的难题。
9. 医疗机器人
医疗机器人是医疗器械领域发展最为迅速的方向之一，近年来涌现出了大量的商用医疗机器人。如何进一步提高医疗机器人的自主性则是此类机器人发展所面临的挑战。
10. 道德与安全
近年来，人工智能/机器人技术发展带来的道德与安全难题，例如失业、系统出错造成事故等，这些问题不再仅仅停留在科幻作品中，而是切切实实影响着我们每一个人。如何设立相应的制度，防患于未然，是整个机器人领域无法回避的难题。