走向21世紀(jì)的機(jī)器人

1、走向21世紀(jì)的機(jī)器人王磊1997年的一場機(jī)器人大戰(zhàn)讓機(jī)器人“深藍(lán)”著實火了一把。隨著“深 藍(lán)”一聲怒吼將世界冠軍卡斯帕羅夫斬于馬下，一些諸如“機(jī)器人只 能能否超越人類智能” “機(jī)器人能是否會統(tǒng)治人類”的討論又一次在 世界范圍內(nèi)展開，那么，機(jī)器人是否正的向人們想象中那樣奇特而神 秘呢？機(jī)器人的大量出現(xiàn)在我們習(xí)慣的生活中掀起些波瀾嗎？機(jī)器人依次來源于捷克作家 Karel Capel 1920年創(chuàng)作的幻想局羅 薩姆的萬能機(jī)器人，捷克語是勞動的意思。雖然真正意義上的工業(yè) 機(jī)器人的出現(xiàn)迄今不過40余年，但我們卻可以將機(jī)器人的歷史追溯 到公元前3世紀(jì)。那時，我國西周的工匠就已制造出了會歌舞的偶人， 堪稱人

2、類記載最早的機(jī)器人。諸葛亮制造的木牛流馬以及18世紀(jì)瑞士鐘表匠杰克父子制造的各種會書寫、繪畫、彈琴的偶人也設(shè)計哦早 期先進(jìn)的機(jī)器人。直到19世紀(jì)工業(yè)革命以后。1950年，美國的喬治迪 菲發(fā)明了第一臺工業(yè)用機(jī)器人，從此拉開了機(jī)器人快速大戰(zhàn)的序幕。從第一臺工業(yè)機(jī)器人問世到 48年后的今天的技術(shù)得到了飛速發(fā) 展。如今，機(jī)器人技術(shù)已成為一個學(xué)科跨度大、應(yīng)用領(lǐng)域廣的新興交 叉學(xué)科。機(jī)器人技術(shù)作為一種高新技術(shù)已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、電子工業(yè) 及其他制造行業(yè)中，在提咼產(chǎn)品質(zhì)量、增加勞動效率、發(fā)展新泛應(yīng)用 于汽車工業(yè)、電子工業(yè)及其他制造行業(yè)中，在提咼產(chǎn)品質(zhì)量、增加勞 動生產(chǎn)率、發(fā)展新興產(chǎn)業(yè)以及在特種環(huán)境下從事人類難

3、以完成的工作 等方面均發(fā)揮了重大作用，為人類的經(jīng)濟(jì)和社會生活創(chuàng)造了巨大的效益。據(jù)聯(lián)合國歐洲經(jīng)濟(jì)委員會和國際機(jī)器人聯(lián)合會的統(tǒng)計，1995年全世界的工業(yè)機(jī)器人數(shù)量約為 65萬臺，童年世界機(jī)器人的銷售額達(dá) 到了 57億元。除傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人外，近年來空間機(jī)器人、水下機(jī) 器人、管道機(jī)器人等的研究工作也取得了重大進(jìn)展，并得到推廣應(yīng)用； 智能機(jī)器人更是在建筑、醫(yī)療、食品、娛樂、消防、農(nóng)業(yè)、等行業(yè)中 受到青睞。機(jī)器人的使用密度也伴隨著機(jī)器人數(shù)量的增加不斷加大， 作為世界頭號機(jī)器人生產(chǎn)國的日本，在 1995年每萬名制造業(yè)人員中 就擁有機(jī)器人210臺。機(jī)器人生產(chǎn)正以其迅猛的發(fā)展勢頭再世界工業(yè) 的自動化中起到可越

4、來越重要的作用。我國對機(jī)器人技術(shù)的研究是自70年代開始的。經(jīng)過20多年的努力， 我國的機(jī)器人技術(shù)取得了可喜的發(fā)展。 中科院沈陽自動化研究所、清 華大學(xué)、國防大學(xué)、上海交通大學(xué)等一批科研院所和大專院校紛紛致 力于機(jī)器人技術(shù)的研究、開發(fā)工作，研制出了多種用于焊接、裝配、 搬運等的工業(yè)機(jī)器人以及水下、 爬壁、管道等實用性機(jī)器人和用于防 輻射、防化偵查、防爆排險的特種機(jī)器人。中科院沈陽自動化研究所 繼利用自動開發(fā)的第一臺水下機(jī)器人一一“海人一號”和引進(jìn)技術(shù)， 在研制出RECON IV 300米中型水下機(jī)器人，并在太平洋完成深 海實驗，這標(biāo)志著我國水下機(jī)器人的制造技術(shù)已經(jīng)到了國際水平。此外，我國在智能機(jī)

5、器人的研究方面也有所發(fā)展，例如清華大學(xué)就在 1994年成功研制出了“室外智能移動機(jī)器人”迄今為止，機(jī)器人已由初期的可編程再現(xiàn)型機(jī)器人、 有自適應(yīng)能 力的離線編程機(jī)器人，發(fā)展到今天的智能機(jī)器人。智能機(jī)器人是一種 能夠部分模擬人腦活動，具有較強(qiáng)的自適應(yīng)能力，能有效地適應(yīng)環(huán)境 變化，并具有自學(xué)習(xí)、自治、和容錯、糾錯功能的機(jī)器人。從一定意 義上說。智能機(jī)器人卻是能取代人類部分腦力和體力活動。隨著整個 現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，機(jī)器人技術(shù)將迅速發(fā)展，智能機(jī)器人模擬人類 大腦活動的能力也將越來越強(qiáng)?？墒菣C(jī)器人能與人類智能究竟存在什 么區(qū)別呢？機(jī)器人智能真的有一天能達(dá)到甚至超過人類智能的水平 嗎？相信人們已經(jīng)從大

6、量的科幻小說和好萊塢打科幻電影中看到過 許許多多的機(jī)器人，它們雖然外形不同、材料各異，但卻都具有與人 類一樣甚至是超人的智能。盡管我們的導(dǎo)演在電影中十分清晰地勾勒 出了智能機(jī)器人的設(shè)計思路，使機(jī)器人看起來非常真實可信，但直到 今天，絕大多數(shù)科技工作者仍然堅信機(jī)器人智能絕不可能在短期到達(dá) 或超過人類智能，甚至永遠(yuǎn)不能?！皺C(jī)器人會思考” “機(jī)器人有感情” 等觀點被視為“天方夜譚”。這是因為，無論是什么機(jī)器人，都需要 人類設(shè)計和制造，它的“聰明”與否直接 取決于人類賦予它的能力。 簡單地說，機(jī)器人的“感覺”實際上來自安置在其體表的多種傳感器 探測到的各種各樣的信息，而機(jī)器人的“思維”也不過就是把信息

7、交 匯融合，并結(jié)合所有記憶的知識程式化的推理得出結(jié)論后發(fā)出信號， 執(zhí)行相應(yīng)的動作?？偟膩碚f，機(jī)器人所具有的“智能”只有一種非生 命性的機(jī)械模仿，是人通過編程等手段賦予的。在人類對生命與思維 的起源還處于在一個非常低的認(rèn)識水平時， 機(jī)器人智能的研究領(lǐng)域是 不會出現(xiàn)令世界為之驚奇的質(zhì)變的。也許有人問，那么“深藍(lán)”呢？它戰(zhàn)勝卡帕羅夫有說明了什么呢？ 其實“深藍(lán)”甚至連一臺真正意義上的智能機(jī)器人都談不上，因為它 幾乎沒有自適應(yīng)、自學(xué)習(xí)等只能機(jī)器人必須具有的功能， 它的獲勝出 了國際象棋的變化相對其他棋類來說要少得多意外， 不過是依靠其強(qiáng) 大而且不會出錯的記憶能力和超乎想象的運算速度。由此而引發(fā)的機(jī)器人

8、將統(tǒng)治人類的擔(dān)憂其實是大可不必的。但是，關(guān)于機(jī)器人只能與人類智能的話題，在科學(xué)界始終存在 著一些不同意見。尤其是近年來隨著生命科學(xué)的不斷發(fā)展， 一些科學(xué) 家甚至提出要對“機(jī)器人”重新下定義，將可能出現(xiàn)的“克隆人”也 劃歸在機(jī)器人的范圍之內(nèi)。這樣一來。機(jī)器人與人類之間在智力上的 差異可能就不復(fù)存在了，此外，還有人認(rèn)為，隨著人類從生命科學(xué)角 度對自己進(jìn)行的剖析與了解的不斷深入，對機(jī)器人技術(shù)必將帶來新的 深遠(yuǎn)的影響，機(jī)器人將在這種認(rèn)識進(jìn)步的過程中逐漸進(jìn)化， 機(jī)器人智 能最終有可能達(dá)到人類智能具有的水平。孰是孰非？科學(xué)的發(fā)展是難以預(yù)料的，但我們相信，實踐將會 對此做出最權(quán)威的回答。機(jī)器人走向21世紀(jì)機(jī)

9、器人技術(shù)是一門涉及機(jī)械、電子、自動控制、人工智能、運動 學(xué)、生物力學(xué)、傳感器技術(shù)、信息處理、仿生學(xué)、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、材料科 學(xué)等許多學(xué)科領(lǐng)域的交叉學(xué)科。下個世紀(jì)這些學(xué)科的發(fā)展都將極大地 推動和機(jī)器人技術(shù)的前進(jìn)。而作為 21世紀(jì)主導(dǎo)科技 信息科技與 生命科技學(xué)的不斷進(jìn)步，更會為機(jī)器人技術(shù)開辟廣闊二局開拓性的發(fā) 展空間。我們不難想象，在 21實際的機(jī)器人將會以更積極、更主動 的姿態(tài)投身到人類的社會和經(jīng)濟(jì)生活中。 機(jī)器人技術(shù)將成為決定一個 國家現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志。在工業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人將一如既往的發(fā)揮其重要的作用。隨著智 能機(jī)器人研制與引用的日益成熟，智能機(jī)器人極強(qiáng)的自適應(yīng)性和人工 智能，將是機(jī)器人實現(xiàn)柔性

10、加工和先進(jìn)制造成為可能，這大大增強(qiáng)了工業(yè)機(jī)器人的功能和應(yīng)用范圍。因此，在下個世紀(jì)，工業(yè)智能機(jī)器人 取代傳統(tǒng)的工業(yè)機(jī)器人，成為機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的龍頭，將成為必然。在服務(wù)業(yè)領(lǐng)域，隨著下個世紀(jì)老齡化社會的到來以及人們消費觀 念的逐步轉(zhuǎn)變，智能機(jī)器人必將在服務(wù)行業(yè)上充當(dāng)極為重要的角色。 目前，各種服務(wù)用用智能機(jī)器人出了如護(hù)士助手、 步行功能訓(xùn)練機(jī)器 人、導(dǎo)盲機(jī)器人東已走進(jìn)了市場。21世紀(jì)的服務(wù)用智能機(jī)器人出了 可以為家庭從境保護(hù)、賓館勤雜以及公交服務(wù)等。據(jù)專業(yè)人士估計， 到2000年日本人男服務(wù)用的智能機(jī)器人的市場總需求將達(dá)到250億日元，2005年將達(dá)到1750億日元。在娛樂業(yè)領(lǐng)域，機(jī)器人將以一種全新的形象出現(xiàn)。由于機(jī)器人 具有極強(qiáng)的可塑性，使得它能完全按照消費者的消費心理和消費意愿 懸著娛樂產(chǎn)品的形式和內(nèi)容。有機(jī)器人擔(dān)綱出演的文藝及體育形式必 將成為下個世紀(jì)娛樂行業(yè)的一枝奇葩。在科技研究再教育，精確、高效和永遠(yuǎn)不知疲倦時機(jī)器人成為 科學(xué)實驗和輔助教學(xué)的極佳助手。英國已成功地讓兩臺機(jī)器人參與測 試人類基因中脫氧核糖核酸序列，并依靠它們建立 DNA