由想象到現實，機器人花了半個世紀的時間

 

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來源 | AI報道（AI-Reporting）

 

智能機器人，是人類最渴望可以製造出來的機器朋友。然而，要製造出一臺智能機器人並不容易，僅僅是讓機器模擬人類的行走動做，科學家們就付出了數十上百年的努力。

 

 

01名爲「robot」的機器人

 

1910年，捷克著名的科幻文學家、童話寓言家Karel Capek（卡雷爾·恰佩克）在他的科幻劇本《萬能機器人》中，根據Robota（捷克文，原意爲「勞役、苦工」）和Robotnik（波蘭文，原意爲「工人」），發明了機器人這個詞，成爲了咱們今天所認識的「robot」。

 

 

話劇《萬能機器人》和《我，機器人》電影情節類似。在劇中，羅薩姆公司生產的機器人不是純金屬製的，而是生化機器人，它們外表和人類無異，壽命20年，剛出廠時由公司教導相關技能，此後日復一日從事繁重的工做，形同robota(奴隸)。「人道聯盟」主席海倫娜，認爲機器人也應該有「人權」，在她的指點下，有一個機器人逐漸覺悟，對本身的被奴役很是不滿，因而帶頭反抗人類，最後致使人類滅亡。

 

 

超前的想象、富有思想深度的劇做令Capek聲名鵲起。1921年，《萬能機器人》首演就引發世界的轟動，僅紐約就連演了184場，而此劇本也成爲世界科幻文學的經典，爲後世人們製造「機器人」提供了一個參考對象。

 

02發育：開始「具象化」的機器人—Televox

 

20世紀20年代，西屋電氣成功開發出全自動的變電站，爲了進一步提升變電站的效能，西屋電氣工程師Wensley提出「是否能遠程調用變電站系統」的想法，西屋電氣因而開啓了對常規操做方式的變革，聲控機器人Televox（第一款實用機器人）就此應運而生。也正是因爲Televox這個契機，西屋電氣纔開始發展機器人。

 

 

富有商人嗅覺的Wensley意識的到這或許是一個商機。Wensley深知不懂技術的觀衆絲絕不會對一個只有電器和電線的盒子感興趣，因而他決定對Televox進行改造包裝，變成了人形「機器人」Herbert Televox。Herbert Televox具備由牆板製成的粗糙的類人形體（頭部、鉸接的手臂和腿），身體的核心部分是Televox的控制單元，同時Wensley爲了記念華盛頓的誕辰，給了它一張華盛頓的臉，這神來之筆勾起了大衆對於機器人的無限想象，令機器人開始「具象化」。然後西屋電氣開始發展機器人業務。

 

 

1939年，美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司製造的家用機器人Elektro。Elektro由電纜控制，能夠行走，擁有700個單詞的詞彙量，甚至能夠抽菸。雖然只有簡單的機器人系統，但它讓人們對機器人的憧憬變得更加具體。在紐約舉辦的世界博覽會上Elektro上臺就進行了有趣的自我介紹：「女士們，先生們，我很高興站在這裏和你們講個人故事。我比較聰明，由於個人腦殼比大家的大，裏面裝有48個電氣繼電器（electrical relays）。」

 

03誕生：世界上第一臺真正的機器人—機器手臂

 

1915年，"人工智能之父"和框架理論的創立者Marvin Minsky（馬文·明斯基）在達特茅斯會議上提出了智能機器的定義：「可以建立周圍環境的抽象模型，若是遇到問題，可以從抽象模型中尋找解決方法」，從而影響後來的智能機器人的研究方向。並於1956年和麥卡錫(J.McCarthy)一塊兒提出「人工智能」概念，賦予機器人以「智能」。

 

 

1954年是機器人技術發展史上的一個重要里程碑。這一年，麻省理工學院的工程師George Devol（喬治·德沃爾）製造出世界上第一臺可編程的機器人（即世界上第一臺真正的機器人），並正式向美國政府申請了專利。

 

 

Devol是機器人的發明者之一，做爲一名自學成才的發明家，他極具動手能力。1920年，Devol在電子公司工做，並於1930年代初創辦了一家小公司，爲電影研發錄音技術。然而這些經歷沒有讓他有太多收穫，所以他開始轉向製做自動開門裝置及機械控制裝置。Devol從科幻小說中獲取靈感，利用本身的知識經驗搗鼓出了機械手臂，而這機械手臂就是今天普遍運用的機器人的雛形。雖然這個「機器人」只是個機器手臂，但它可以按照事先編制好的程序進行不一樣的工做，從Minsky的定義來看，這就是世界上第一臺真正的機器人，其通用性和靈活性具備很強的使用價值，有力地促進了現代機器人事業的發展。

 

 

1959年，Devol與美國發明家Joseph F·Engelberger（約瑟夫·英格伯格）聯手製造出第一臺工業機器人，隨後成立了世界上第一家機器人制造工廠——Unimation公司。在這家公司中，Engelberger負責對工業機器人進行研發和宣傳，所以他也被稱爲「工業機器人之父」。

 

到了1983年，Engelberger將Unimation公司賣給了西屋公司，並建立了TRC公司，開始研製服務機器人。1988年，Engelberger的新公司開始銷售護士助手（Helpmate）醫療機器人。依靠大量的傳感器，護士助手可以在醫院自由行動，協助護士提供送飯、送藥和送信等服務，乃《超能陸戰隊》中「大白」的鼻祖。

 

04遍地開花的機器人熱潮

 

到了20世紀60年代，機器人開始發展起來。1962年，美國AMF公司生產出「VERSTRAN」（萬能搬運），與Unimation公司生產的Unimate同樣成爲真正商業化的工業機器人，並出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮，這就是智能機器人的第一次熱潮。

 

 

在1962年-1964年間，傳感器的應用提升了機器人的可操做性。人們試着在機器人上安裝各類各樣的傳感器，包括1961年恩斯特採用的觸覺傳感器，託莫維奇和博尼1962年在世界上最先的「靈巧手」上用到了壓力傳感器，而麥卡錫1963年則開始在機器人中加入視覺傳感系統，並在1964年幫助MIT推出了世界上第一個帶有視覺傳感器、能識別並定位積木的機器人系統。1965年約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研製出Beast機器人。Beast已經能經過聲吶系統、光電管等裝置，根據環境校訂本身的位置。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、「有感受」的機器人，並向人工智能進發。

 

1968年，美國斯坦福研究所公佈他們研發成功的機器人Shakey。Shakey帶有視覺傳感器，能根據人的指令發現並抓取積木，能夠算是世界第一臺智能機器人，拉開了第三代機器人研發的序幕。

 

05走進家庭生活的機器人

 

1998年，丹麥樂高公司推出機器人（Mind-storms）套件，讓機器人制造變得跟搭積木同樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入我的世界。1999年，日本索尼公司推出犬型機器人愛寶(AIBO)，立即銷售一空，今後娛樂機器人成爲機器人邁進普通家庭的途徑之一。

 

 

2002年，美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙，自動設計行進路線，還能在電量不足時，自動駛向充電座。2006年，微軟公司推出Microsoft Robotics Studio，機器人模塊化、平臺統一化的趨勢愈來愈明顯，比爾·蓋茨預言，家用機器人很快將席捲全球。此後，智能機器人進入快速發展階段。

 

 

2017年10月，在沙特利雅得舉行的「將來投資計劃」（Future Investment Initiative）大會上，沙特授予類人機器人索菲亞（Sophia）該國公民身份，這是第一個擁有公民身份的機器人。而擁有公民身份的Sophia也引起了人們對機器人「權利」的熱議，把智能機器人再次推到了人們的視野中，這時候的機器人已在多領域開花結果，如工業機器人、服務機器人、陪伴機器人、手術機器人、軍用機器人等。隨着機器人所涵蓋的內容愈來愈豐富，機器人的定義也不斷充實和創新。

 

06人類的擔心

 

時至今日，隨着機器人的發展，其愈來愈「智能」的機器人開始引起了人們的恐懼，如「人類被機器人搶了工做」「機器人有了自我意識後會傷害人類」等。

 

事實上，任何先進的機器設備都會提升勞動生產率和產品質量，創造出更多的社會財富，提供更多的就業機會。任何新事物的出現都有利有弊，只有當利大於弊時，新事物才能在人類發展的過程當中存留下來，如同達爾文的進化論「適者生存，不適者淘汰」同樣。英國一位著名的政治家針對關於工業機器人的這一問題說過這樣一段話：「日本機器人的數量居世界首位，而失業人口最少，英國機器人數量在發達國家中最少，而失業人口居高不下」，從側面說明了機器人是不會搶人飯碗的。

 

 

而對於「機器人有了自我意識後會傷害人類」的見解，機器人開發者表示「機器人有自我意識」是不存在的，由於機器人的輸入是一組組可量化的「數據」，這些數據的人類賦予它們的能力，而非情感。

早在1940年，科幻做家Isaac.Asimov（阿西莫夫）就提出了「機器人三原則」：

 

1.機器人不該傷害人類；

2.機器人應遵照人類的命令，與第一條違背的命令除外；

3.機器人應能保護本身，與第一條相抵觸者除外。

 

這是Asimov給機器人賦予的倫理性綱領，機器人學術界則一直將這三原則做爲機器人開發的準則。

 

此外，因爲機器人程序的「輸入」與其背後的「操控者」意識息息相關，或存在歧視、不公平等現象出現，近年來關於智能機器人的倫理道德等問題開始突出。在今年的3月，斯坦福成立「以人爲本」人工智能研究院（Stanford HAI），旨在推進人工智能研究、教育、政策和實踐，以改善人類情況。機器人的倫理道德問題被提上了人類發展的議程。

 

07各國機器人的發展

 

數據顯示，目前世界上至少有48個國家在發展機器人，其中25個國家已涉足服務型機器人開發。在日本、北美和歐洲，迄今已有7種類型計40餘款服務型機器人進入實驗和半商業化應用。

 

01美國

 

美國是機器人的誕生地，然而卻不是機器人的王國。

 

20世紀60年代到70年代期間，美國的工業機器人主要立足於研究階段，只是幾所大學和少數公司開展了相關的研究工做。那時，美國政府並未把工業機器人列入重點發展項目，且當時美國的失業率高達6.65％，政府擔憂發展機器人會形成更多人失業，所以既未投入財政支持，也未組織研製機器人。

 

 

70年代後期，美國政府和企業界雖對工業機器人的製造和應用認識有所改變，但仍將技術路線的重點放在研究機器人軟件及軍事、宇宙、海洋、核工程等特殊領域的高級機器人的開發上， 導致日本的工業機器人後來居上，並在工業生產的應用上及機器人制造業上很快超過了美國，產品在國際市場上造成了較強的競爭力。

 

即使如此，美國的機器人技術在國際上仍一直處於領先地位，其技術全面、先進，適應性十分強，在軍用、醫療、家用服務機器人產業都佔有絕對的優點，佔服務機器人市場約60%的份額。

 

02日本

 

1967年日本成立了人工手研究會（現更名爲仿生機構研究會），同年召開了日本首屆機器人學術會。與此同時，十九世紀七十年代的日本正面臨着嚴重的勞動力短缺，這個問題已成爲制約其經濟發展的一個主要問題。1967年日本川崎重工業公司首先從美國引進機器人及技術，創建生產廠房，並於1968年試製出第一臺日本產unimate機器人。通過短暫的搖籃階段，日本的工業機器人很快進入實用階段，並由汽車業逐步擴大到其它製造業以及非製造業，大大緩解了市場勞動力嚴重短缺的社會矛盾。

 

 

到了1980年，工業機器人在日本普及並獲得了巨大發展，日本所以而得到了「機器人王國」的稱號，而1980年也被日本稱爲「機器人元年」。

 

1980年~1990年日本的工業機器人處於鼎盛時期，後來國際市場曾一度轉向歐洲和北美，但日本通過短暫的低迷期又恢復其昔日的輝煌。1993年底，全世界安裝的工業機器人有61萬臺，其中日本佔60%，美國佔8%，歐洲佔17%，俄羅斯和東歐佔12%。

 

03韓國

 

韓國工業機器人產業起步較晚，但發展速度快得驚人，創造了亞洲機器人產業發展史上的一大奇蹟。

 

韓國於20世紀80年代末開始大力發展工業機器人技術，在政府的資助和引導下，由現代重工集團牽頭，到20世紀90年代末用了10年的時間造成本身的工業機器人體系，目前韓國的汽車工業大量應用本國的機器人。

 

 

2003年，韓國將服務機器人技術列爲將來國家發展的10大「發動機」產業，把服務機器人做爲國家的一個新的經濟增加點進行重點發展，對機器人技術給予了重點扶持。經過不斷地努力，韓國近幾年來已躋身機器人強國之列。

 

04中國

 

中國的機器人起步於70年代初，其發展過程大體可分爲三個階段：70年代的萌芽期；80年代的開發期；90年代的實用化期。而今通過20多年的發展已經初具規模。

 

 

自2013年起，中國便連續5年成爲全球最大機器人市場，是世界上除日韓外第三個具備完整產業鏈的國家，在工業機器人供銷兩端表現亮眼。2015年「中國製造2025」的頒佈，2016年「十三五」規劃綱要的出臺，使得高端製造行業真正進入資本視線。

 

05德國

 

德國向來以嚴謹認真稱世，其機器人的研究和應用方面在世界上處於公認的領先地位，擁有極高的機器人自動化應用水平。隨着德國工業邁向以智能生產爲表明的「工業4.0」時代，德國企業對工業機器人的需求在繼續增長。德國的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上幾家頂級工業機器人制造商之一。

 

 

發展到如今，全球機器人市場正成爲各路資本和企業「搶灘」的風口。據2018世界機器人大會公佈的數據，2018年全球機器人市場規模達到298.2億美圓。其中，工業機器人爲168.2億美圓，服務機器人爲92.5億美圓，特種機器人爲37.5億美圓。在龐大的市場需求下，各國紛紛將其列爲國家重要的戰略佈局，如美國的「機器人發展路線圖」、日本的「機器人革命」戰略，以及我國的「中國製造2025」戰略等。

 

過去，人們將機器人看做是一種技術和產品，而如今，有些人把機器人徹底被看作是一種「新物種」。如何利用好這個「新物種」輔助人類更好的生活，這個課題必將貫穿機器人的發展史。

 

來源 | AI報道（AI-Reporting）

 

 

 

 

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