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            機器人的來世今生

            作者:李佳亭 字數:4183 閱讀:285 更新時間:2016/06/09

            機器人的來世今生

            說起機器人,我們頭腦里馬上會聯想到那些會唱歌跳舞干工作而且有頭有手的小東西。其實那只是機器人的狹意理解。機器人的完整意義應該是一種可以代替人進行某種工作的自動化設備。它可以是各種樣子,并不一定長得像人,也不見得以人類的動作方式活動。
              
              事實上,機器人的祖先可以追溯到兩千多年前呢。我們知道古人用滴漏計時的方法,其實那就是一種自動化設備——水鐘。那時,人們將兩個水壺一上一下放置,上面的水壺將水滴到下面的水壺里。下面的水壺中安放一個浮標,浮標上有表示時間的刻度。這樣,浮標隨著水位的升高而升起,人們就會在壺的外面看到那些表示時間的刻度了。水量的穩定與否,制約著時間的準確。于是,人們就增加了幾個水壺,使它們形成了一個系統。一個自動化機器的內部都有著一套相互關聯的設備。多數人認為,在公元前250年一個希臘科學家制造出了這樣的鐘,它利用虹吸原理使水自動循環。到了中世紀,歐洲人發明了由擺控制的鐘,18世紀又發明了用發條控制的鐘,機器的自動化水平越來越高。在我國,則從周朝到明朝一直沿用著滴漏計時設備。
              
              說到這里,你可能會講,那樣的自動化設備簡直是太多啦。不錯,就連衛生間里的抽水馬桶也是一種自動化設備。你知道嗎,這個不起眼兒的抽水馬桶發明于古羅馬,至今還沒有更好的替代設備呢。
              
              在人類大規模地發展工業的時期,自動化設備有了大的進步,開始出現初級機器人裝置。當時蒸汽機的大量使用,人們自然想到要控制蒸汽機的運轉速度。一臺蒸汽機在工作時,負荷會使速度慢下來,這時便需要加大進入汽缸內的蒸汽量,而在空轉時,則需要減少。于是產生了調速器。它使蒸汽機的自動化運轉程度大大提高。19世紀末和20世紀初,工人們因自動化設備的出現,可以不必一手安放零件,一手調整機器。大約也就是在這種情況下,人們開始產生出更多的夢想,希望有機器來代替人們更多的勞動。
              
              1920年,一個捷克作家(K-恰彼克)寫了一個劇本《羅素姆萬能機器人》(也有翻譯為“洛桑萬能機器人公司”)。劇本描寫了一個依賴機器人的社會。劇中有一個長得像人,而且動作也像人的機器人名叫羅伯特(robot,捷克語的意思是強迫勞動)。從此,“robot”以及相對應的中文“機器人”一詞開始在全世界流行。
              
              上個世紀60年代前后,隨著微電子學和計算機技術的迅速發展,自動化技術也取得了飛躍性的變化。開始出現了現在普遍意義上的機器人。1959年,美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業機器人,取名“尤尼梅遜”,意為“萬能自動”。尤尼梅遜的樣子像一個坦克炮塔,炮塔上伸出一條大機械臂,大機械臂上又接著一條小機械臂,小機械臂再安裝著一個操作器。這三部分都可以相對轉動、伸縮,很像是人的手臂了。它的發明人專門研究運動機構與控制信號的關系,可以編制程序讓機器記住并模仿、重復進行某種動作。英格伯格和德沃爾認為汽車制造過程比較固定,適合用這樣的機器人。于是,這臺世界上第一個真正意義上的機器人,就應用在了汽車制造生產中。
              
              經過近百年來的發展,機器人已經在很多領域中取得了巨大的應用成績,其種類也不勝枚舉,幾乎各個高精尖端的技術領域更是少不了它們的身影。在這期間,機器人的成長經歷了三個階段。第一個階段中,機器人只能根據事先編好的程序來工作,這時它好像只有干活兒的手,不懂得如何處理外界的信息。打個比方,如果讓這樣的機器人去抓會損壞它的東西,它也一定會去做。第二個階段中,機器人好像有了感覺神經,具有了觸覺、視覺、聽覺、力覺等功能,這使得它可以根據外界的不同信息做出相應的反饋。如果再讓它去抓某些東西,它可能就不干啦。第三個階段,機器就真正長大成人啦,這時它不僅具有多種技能,能夠感知外面的世界,而且它還能夠不斷自我學習,用自己的思維來決策該做什么和怎樣去做。第一階段的機器人,是小孩子,人們稱它為“示教再現型”;第二階段的機器人是一個青年,人們稱它為“感覺型”;第三階段的機器人則是成年人,稱為“智能型”。1968年,美國斯坦福研究所研制出世界上第一臺智能型機器人。這個機器人可以在一次性接受由計算機輸出的無線遙控指令后,自己找到目標物體并實施對該物體的某些動作。1969年,該研究所對機器人的智能進行測定。他們在房間中央放置了一個高臺,在臺上放一只箱子,同時在房間一個角落里放了一個斜面體?茖W家命令機器人爬上高臺并將箱子推到地下去。開始,這個機器人繞著臺子轉了20分鐘,卻無法登上去。后來,它發現了角落里的斜面體,于是它走過去,把斜面體推到平臺前并沿著這個斜面體爬上了高臺將箱子推了下去。這個測試表明,機器人已經具備了一定的發現、綜合判斷,決策等智能。
              
              人們在開始狂歡自己杰作的同時,不免又害怕起來。他們耽心有一天,聰明起來的機器人會將自己打翻在地。因為按照技術的發展來看,似乎沒有什么不可能。
              
              到了上個世紀70年代,第二代機器人開始迅速發展并進入實用和普及的階段,而第三代機器在今天也已經得到了突飛猛進的變化。它能夠獨立判斷和行動,具有記憶、推理和決策的能力,在自身發生故障時還可以自我診斷并修復。盡管如此,機器人的發展還是沒有止境,人們希望它有更高的擬人化水平。
              
              為了規范機器人,人們采用了美國著名科普作家艾薩克.阿西莫夫為機器人制定的三條原則,它們是:
              
              第一:機器人不得傷害人,或任人受到傷害而無所作為;
              
              第二:機器人應服從人的一切命令,但命令與第一定律相抵觸時例外;
              
              第三:機器人必須保護自身的安全,但不得與第一、第二定律相抵觸。
              
              看來,人們對機器人將來是否會發展到與人抗衡這一點,并不是充滿自信;問題是會不會出現敢于破壞這三條原則的機器人呢?
              
              1997年,日本本田公司研制出世界上第一臺可以像人一樣走步的步行機器人。這是機器人發展史上的一個里程碑,F在的機器人則已經可以跳舞、翻跟頭。機器人的手也非常靈巧,它可以握住雞蛋,也可以拿起一根針。而在電子生產線上的機械手,則快速、精確得遠遠超過人手。
              
              1952年,美國福特汽車公司建造了世界上第一條全自動汽車生產線,42部自動機器可進行500種不同的加工工序,同時對產品進行檢驗。到了80年代,日本建立了首座無人工廠。工廠有1010臺帶有視覺的機器人,它們與數控機床等配合,按照程序完成生產任務。1992年,日本研制出一臺光敏微型機器人,體積不到3立方厘米,重1.5克。1997年,日本的本田公司制造出高1.6米的機器人。這個機器人有三維視覺,頭部能自如轉動,雙腳能躲開障礙物,能改變方向,在被推撞后可以自我平衡。該機器人由150位工程師歷時11年,耗資8000萬美元研制而成,可以照料人和完成多種危險及艱苦工作。2004年1月,美國發射的“勇氣”號和“機遇”號火星車先后成功登陸;鹦擒囋诨鹦潜砻嫘凶、拍攝、鉆探,化驗,非常精彩地完成了自己的使命。目前,科學家們正在研制更精密的小型機器人。隨著納米技術的成熟,分子級的機器人已經快要出世啦。人們可以想象,比塵埃還要小的機器人漂在空氣中,游進人體里為你服務。
              
              機器人的制造水平標志著一個國家的綜合科技實力,它一直是發達國家的重點研究項目。代表著高精尖科技的新型機器人體現了一個國家的尖端成果,而大量的工業機器人則使傳統工業生產發生質的飛躍,其生產速度、生產質量、生產成本都是傳統生產形式所望塵莫及的。
              
              現在,全世界的機器人大軍已經非常龐大,其兵種也日益繁多起來。1990年,人們召開了“工業機器人國際標準大會”,決定把機器人大軍分編為四個軍團:順序型、沿軌道作業型、遠距離作業型和適應型。而用我們的話說起來,可以歸納為這樣幾種:農業機器人、工業機器人、醫療機器人、服務機器人、體育機器人、講解機器人、軍用機器人、特種工作機器人、微型機器人等等。

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