機(jī)器人:向人類(lèi)“進(jìn)化”

機(jī)器人的歷史并不算長(zhǎng)，1959年美國(guó)英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人，機(jī)器人的歷史才真正開(kāi)始

機(jī)器人的誕生

英格伯格在大學(xué)攻讀伺服理論，這是一種研究運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號(hào)的理論。德沃爾曾于1946年發(fā)明了一種系統(tǒng)，可以“重演”所記錄的機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。1954年，德沃爾又獲得可編程機(jī)械手專(zhuān)利，這種機(jī)械手臂按程序進(jìn)行工作，可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序，因此具有通用性和靈活性，英格伯格和德沃爾都在研究機(jī)器人，認(rèn)為汽車(chē)工業(yè)最適于用機(jī)器人干活，因?yàn)槭怯弥匦蜋C(jī)器進(jìn)行工作，生產(chǎn)過(guò)程較為固定。1959年，英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺(tái)工業(yè)機(jī)器人。

這種機(jī)器人外形有點(diǎn)像坦克炮塔，基座上有一個(gè)大機(jī)械臂，大臂可繞軸在基座上轉(zhuǎn)動(dòng)，大臂上又伸出一個(gè)小機(jī)械臂，它相對(duì)大臂可以伸出或縮回。小臂頂有一個(gè)腕子，可繞小臂轉(zhuǎn)動(dòng)，進(jìn)行俯仰和側(cè)搖。腕子前頭是手，即操作器。這個(gè)機(jī)器人的功能和人手臂功能相似。

它成為世界上第一臺(tái)真正的實(shí)用工業(yè)機(jī)器人。此后英格伯格和德沃爾成立了“尤尼梅遜”公司，興辦了世界上第一家機(jī)器人制造工廠。第一批工業(yè)機(jī)器人被稱(chēng)為“尤尼梅特”，意思是“萬(wàn)能自動(dòng)”。

他們因此被稱(chēng)為機(jī)器人之父。1962年美國(guó)機(jī)械與鑄造公司也制造出工業(yè)機(jī)器人，稱(chēng)為“沃爾薩特蘭”，意思是“萬(wàn)能搬動(dòng)”?！坝饶崦诽亍焙汀拔譅査_特蘭”就成為世界上最早的、至今仍在使用的工業(yè)機(jī)器人。

機(jī)器人的分類(lèi)

據(jù)說(shuō)文藝復(fù)興時(shí)期，既是杰出畫(huà)家、又是科學(xué)家的達(dá)?芬奇，曾設(shè)計(jì)出了一款機(jī)器人。

機(jī)器人大致經(jīng)歷了三個(gè)成長(zhǎng)階段，也即三個(gè)時(shí)代。第一代為簡(jiǎn)單個(gè)體機(jī)器人；第二代為群體勞動(dòng)機(jī)器人；第三代為類(lèi)似人類(lèi)的智能機(jī)器人，它的未來(lái)發(fā)展方向是有知覺(jué)、有思維、能與人對(duì)話。

第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型；第二代則具備了感覺(jué)能力；第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人， 它不僅具有感覺(jué)能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力。英格伯格和德沃爾制造的工業(yè)機(jī)器人是第一代機(jī)器人，屬于示教再現(xiàn)型，即人手把著機(jī)械手，把應(yīng)當(dāng)完成的任務(wù)做一遍，或者人用“示教控制盒”發(fā)出指令，讓機(jī)器人的機(jī)械手臂運(yùn)動(dòng)，一步步完成它應(yīng)當(dāng)完成的各個(gè)動(dòng)作。

20世紀(jì)70年代，第二代機(jī)器人開(kāi)始有了較大發(fā)展，第二代機(jī)器人則是對(duì)外界環(huán)境實(shí)用的階段，并開(kāi)始普及。

第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具有感覺(jué)能力，而且還具有獨(dú)立判斷和行動(dòng)的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動(dòng)作。中央電腦控制手臂和行走裝置，使機(jī)器人的手完成作業(yè)，腳完成移動(dòng)，機(jī)器人能夠用自然語(yǔ)言與人對(duì)話。智能機(jī)器人在發(fā)生故障時(shí)，通過(guò)自我診斷裝置能自我診斷出故障部位，并能自我修復(fù)。今天，智能機(jī)器人的應(yīng)用范圍極大地?cái)U(kuò)展了，除工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)外，機(jī)器人應(yīng)用到各行各業(yè)，已具備了人類(lèi)的特點(diǎn)。機(jī)器人向著智能化、擬人化方向發(fā)展的道路，是沒(méi)有止境的。

機(jī)器人外表可能不像人，也不以人類(lèi)的方式操作，但可以代替人力自動(dòng)工作。后來(lái)美國(guó)著名科普作家艾薩克?阿西莫夫?yàn)闄C(jī)器人提出了三條原則，即“機(jī)器人三定律” ：

第一定律——機(jī)器人不得傷害人，或任人受到傷害而無(wú)所作為；

第二定律——機(jī)器人應(yīng)服從人的一切命令，但命令與第一定律相抵觸時(shí)例外；

第三定律——機(jī)器人必須保護(hù)自身的安全，但不得與第一、第二定律相抵觸。

這些“定律”構(gòu)成了支配機(jī)器人行為的道德標(biāo)準(zhǔn)，機(jī)器人必須按人的指令行事，為人類(lèi)生產(chǎn)和生活服務(wù)。

向人類(lèi)“進(jìn)化”

隨著現(xiàn)代科技的迅速發(fā)展，機(jī)器人正在經(jīng)歷著一個(gè)從初級(jí)到高級(jí)的飛躍，正沿著達(dá)爾文的“進(jìn)化論”逐漸發(fā)展自己、壯大自己、完善自己。研制具有人類(lèi)外觀特征、可以模擬人類(lèi)行走與基本操作功能的類(lèi)人型機(jī)器人，一直是人類(lèi)機(jī)器人研究的夢(mèng)想之一。類(lèi)人型機(jī)器人研究是一門(mén)綜合性很強(qiáng)的學(xué)科，代表著一個(gè)國(guó)家的高科技發(fā)展水平。1997年，日本本田公司率先研制出第一臺(tái)類(lèi)人型步行機(jī)器人樣機(jī)。

目前，機(jī)器人正在進(jìn)入“類(lèi)人機(jī)器人”的高級(jí)發(fā)展階段，即無(wú)論從相貌到功能還是從思維能力和創(chuàng)造能力方面，都向人類(lèi)“進(jìn)化”甚至在某些方面大大超過(guò)人類(lèi)，如計(jì)算能力和特異功能等。類(lèi)人型機(jī)器人技術(shù)，集自動(dòng)控制、體系結(jié)構(gòu)、人工智能、視覺(jué)計(jì)算、程序設(shè)計(jì)、組合導(dǎo)航、信息融合等眾多技術(shù)于一體。專(zhuān)家指出，未來(lái)的機(jī)器人在外形方面將大有改觀，如目前的機(jī)器人大都為方腦袋、四方身體以及不成比例的粗大四肢，行進(jìn)時(shí)要靠輪子或只作上下、前后左右的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，而未來(lái)的機(jī)器人從相貌上來(lái)看與人無(wú)區(qū)別，它們將靠雙腿行走，其上下坡和上下樓梯的平衡能力也與人無(wú)異，有視覺(jué)、有嗅覺(jué)、有觸覺(jué)、有思維，能與人對(duì)話，能在核反應(yīng)堆工作，能滅火，能在所有危險(xiǎn)場(chǎng)合工作，甚至能為人治病，還可克隆自己和自我修復(fù)自己?？傊鼈兡茉诟鞣N非常艱難危險(xiǎn)的工作中，代替人甚至超過(guò)人類(lèi)去從事各種工作。

偉大的發(fā)明家愛(ài)迪生曾說(shuō)：“上帝創(chuàng)造人類(lèi)，兩條腿是最美妙的杰作?！币粋€(gè)多世紀(jì)以來(lái)，全世界的機(jī)械專(zhuān)家們以解決機(jī)器人兩條腿的問(wèn)題，作為機(jī)械和自動(dòng)化領(lǐng)域的最高目標(biāo)。讓機(jī)器人也向人一樣用兩條腿走路并非易事，日本的加藤一郎率先攻克了這道技術(shù)難關(guān)，他最早研制成功用雙腿走路的機(jī)器人，因此被稱(chēng)為雙腿走路機(jī)器人之父?，F(xiàn)在雙腿走路的機(jī)器人已經(jīng)能夠像人一樣一步接一步地兩腿輪流行走,并且能夠翻跟頭。

機(jī)器人的手爪是機(jī)器人身上最精彩的部分，它正由簡(jiǎn)單發(fā)展到復(fù)雜，由笨拙發(fā)展到靈巧，機(jī)器人的手指已可以與人手媲美，它能捏住一支花，握住一枚雞蛋，抓取任意一件東西。機(jī)器人的手被稱(chēng)為終端執(zhí)行器，機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用中，機(jī)器人的手是最受重視、也是最有用的部分，因此機(jī)器人手的發(fā)展集中體現(xiàn)了人類(lèi)的智慧。

2000年，我國(guó)獨(dú)立研制的第一臺(tái)具有人類(lèi)外觀特征、可以模擬人類(lèi)行走與基本操作功能的類(lèi)人型機(jī)器人在長(zhǎng)沙國(guó)防科技大學(xué)首次亮相。類(lèi)人型機(jī)器人問(wèn)世，標(biāo)志著我國(guó)機(jī)器人技術(shù)已躋身國(guó)際先進(jìn)行列。（來(lái)源：騰訊科技）