机器人历史上的12座里程碑

　　参考消息网2月19日报道 据美国趣味科学网站2月3日报道，从艾萨克·阿西莫夫的“机器人三定律”，到如今你能买到的双足机器人，机器人的发展经历了十二个重要里程碑。

　　很少有技术能像机器人这样如此强烈地激发人类的想象力。几十年来，能像人类一样行走和交谈的机器一直是科幻小说的常见元素。现实情况则较为平淡——现实世界中的大多数机器人只是没有躯体的机械臂，被用于从事枯燥重复的工厂工作。但最近，人工智能(AI)和机器人硬件方面的突破意味着，我们想象中的智能类人机器人正越来越接近现实。

　　以下是引领我们走到今天的十二座最重要的里程碑。

　　1921年：“机器人”一词诞生

　　自古以来，人们就想象过制造人造人的可能性——从犹太民间传说中用黏土制成的魔像，到希腊神话中火与工匠之神赫菲斯托斯的机械仆人。历史上也出现过许多复杂的自动装置，它们栩栩如生的样子惊艳了观众。但“机器人(robot)”这个词最早是由捷克作家卡雷尔·恰佩克在1921年的戏剧《罗素姆的万能机器人》中提出的。该词源于捷克语“robota”，意思是强制劳动。这部戏剧讲述了由合成有机物质制成的人造工人起来反抗人类主人的故事。后世的许多作品都重复过这种叙事。

　　1942年：“机器人三定律”

　　机器人成为科幻小说中的常见元素。传奇作家艾萨克·阿西莫夫在他的许多故事中着重描写了机器人。他作品的一个重要主题是这些人造人如何与人类社会互动。在1942年的短篇小说《环舞》中，他提出了“机器人三定律”，旨在规范他虚构宇宙中所有机器人的行为方式。第一定律禁止机器人伤害人类。第二定律要求机器人服从人类，除非对人类的服从会违反第一定律。第三定律则要求机器在不与其他两条定律相冲突的情况下保护自己。尽管完全是虚构的，但阿西莫夫的三定律对人工智能和机器人伦理框架的发展产生了深远影响。

　　1961年：第一台工业机器人

　　科幻小说中的创意没过多久就渗透到了现实世界中。20世纪50年代初，发明家乔治·迪沃尔开始研发一种能在工厂中执行重复任务的机械臂。他与企业家约瑟夫·恩格尔伯格合作成立了世界上第一家机器人企业——尤尼梅申公司。1961年，他们的尤尼梅特(Unimate)机器人在通用汽车公司新泽西州工厂的装配线上开始工作。这台液压驱动的机械臂有五个自由度(DoF)。“自由度”是衡量灵活性的指标。五个自由度意味着它的机械臂可以在五个不同方向移动或旋转。对该设备进行编程需要用户亲自将机械臂移动到不同位置，以此教会它所需的动作序列，然后这些动作会被记录在一种名为磁鼓存储器的磁性存储设备中。

　　1966年：首个智能移动机器人

　　到20世纪60年代中期，机器人的机械性能已取得重大进展，但它们本质上仍是需要手动编程的“笨机器”。1966年，斯坦福研究所的研究人员开始研发一款配备摄像头和触觉传感器的轮式机器人。它能够对自身行动进行推理、制定计划并在现实世界中穿行。它可以在多个房间之间自主移动，避开障碍物、开门、按动灯开关以及推动箱子。这个被研究团队命名为“夏基”的机器人受到了媒体的高度关注。《生活》杂志甚至称它为第一个“电子人”。该机器人背后的一项关键进步是其分层软件架构。这使它能够对任务进行推理，许多后来的机器人都借鉴了这一点。

　　1969年：机械臂催生新产业

　　虽然尤尼梅特是第一款投入生产的机械臂，但斯坦福机械臂成为了新兴工业机器人产业的蓝本。1969年，当时还是斯坦福人工智能实验室学生的维克多·沙因曼设计了这款六自由度机械臂。它由电力驱动并由计算机控制。在接下来的几年里，沙因曼在斯坦福大学和麻省理工学院制造出了越来越精密的机械臂，最终在1974年成立维卡姆公司，以将他的研究成果商业化。1977年，他将自己的设计卖给了尤尼梅申公司。该公司于1978年推出可编程通用装配机器(PUMA)机器人。最初的客户是通用汽车公司，该公司用它来装配汽车零部件。

　　1970年：月球机器人探测器

　　机器人的诞生与另一项重大技术飞跃——太空时代的到来——相重叠。科学家们认识到，可远程控制、甚至自主运行的机器会成为探索太阳系的有力工具。1970年，苏联将世界上首个机器人探月车“月亮车Ⅰ”送上月球。它形似浴缸，有八个独立驱动的轮子，可通过天线和四个摄像头传回的图像从地球上进行远程控制。这个太阳能驱动的月球车运行了近一年(大约是其设计寿命的三倍半)，行驶了6.5英里(约合10.5公里)。它还使用可伸缩的探头对月球土壤的力学特性进行了500多次测试。

　　1990年：重写人工智能理论

　　到20世纪80年代，能够在受控环境中执行重复任务的工业机器人已司空见惯，但创造更灵活、更自主机器的努力却陷入困境。澳大利亚机器人专家罗德尼·布鲁克斯凭直觉认为，这一停滞不前的局面源于研究人员采用的自上而下的方法。这种方法侧重于赋予机器抽象推理能力，并开发复杂的数学符号系统来表征其周围的世界。布鲁克斯则从大自然中汲取灵感，专注于感知与行动之间的反馈回路，正是这种回路使动物能够表现出复杂行为。他在1990年发表的论文《大象不会下象棋》中概述了这种自下而上的方法，并证明，通过采用这种方法，可以将多个简单的行为模块组合起来，以解决当时机器人无法应对的挑战。

　　1996年：首款人形步行机器人

　　尽管机器人技术取得了显著进步，但大多数机器与科幻作品中描绘的机器人仍相去甚远。1996年，本田推出P2机器人，这一情况得以改变。P2机器人是首款能够双腿独立行走的人形机器人。该公司从20世纪80年代末就开始研究双足行走问题，试图模仿人类行走方式。对P2及其后续型号P3和P4的研究最终促成了该公司标志性的阿西莫(ASIMO)人形机器人的诞生。它于2000年首次亮相，为未来的人形机器人技术设定了标准。

　　2000年：“达·芬奇”手术机器人

　　大多数商业机器人公司专注于研发旨在替代工厂体力劳动的机器，直觉外科手术公司却决定聚焦于微创手术这一精细过程。他们打造了一款名为“达·芬奇”的四臂机器人手术系统。外科医生可以对该系统进行远程操控。机器人的机械臂能够握持手术刀、抓钳和剪刀等手术器械，使外科医生能够进行超精准的操作。该设备于2000年获得美国食品和药物管理局批准以投入使用，至今已应用于超过1400万例手术。

　　2010年：自动驾驶汽车项目

　　多年来，自动驾驶汽车领域有过一些零散的实验，但第一家真正投入大量资源开发自动驾驶汽车的公司是谷歌。该公司2009年开始研发自动驾驶汽车，在2010年10月宣布该项目之前，已在公共道路上行驶了超过14万英里(约合23万公里)。早期实验是利用经过改装的丰田普锐斯汽车进行的，方向盘后还坐着一名安全驾驶员。但在2015年，该公司用一辆定制汽车在公共道路上完成了首个完全自动驾驶行程。从谷歌独立出来后，“出行新方式”公司于2017年在菲尼克斯启动了其无人驾驶出租车服务的首波公开测试。

　　2012年：DARPA机器人挑战赛

　　智能仿人机器人近期取得突破的主要推动因素之一是DARPA机器人挑战赛。该竞赛由DARPA于2012年发起，要求参赛团队开发能够在模拟灾区执行复杂任务的半自主机器人。这些机器人的任务包括穿越废墟、攀爬梯子、关闭泄漏的阀门，甚至驾驶轻型货车。决赛于2015年举行。一些参赛团队使用自己研发的机器人参赛，另有六个团队则使用由波士顿动力公司制造的仿人机器人“阿特拉斯”(Atlas)。竞赛结束后，波士顿动力公司继续开发这款机器人，多年来展示出越来越先进的能力，比如户外奔跑、跳跃和跑酷。

　　2020年：首款双足机器人上市

　　向福特公司售出两台Digit机器人后，敏捷机器人公司成为第一家推出商用双足机器人的公司。严格来说，它并非仿人机器人，因其“向后弯曲”的腿部更像鸟类而非人类的腿。这款机器人的大小和形状大致与一个小个子人类相当，旨在用于仓库及其他工业场景。此次发布标志着商用仿人机器人热潮的开端，特斯拉、“人形”人工智能公司和1X技术公司等公司不久后也推出了各自的产品。成本正在迅速下降。（编译/朱捷）