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1.4 机器人的发展历史

智能型机器人是最复杂的机器人,也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易,仅仅是让机器模拟人类的行走动作,科学家们就要付出数十年甚至上百年的努力。

1920年,捷克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说中,根据Robota(捷克文,原意为“劳役”“苦工”)创造出了“机器人”(Robot)这个词。

1939年,美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制,可以行走,会说77个字,甚至可以抽烟,不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。

1942年,美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造,但后来成为学术界默认的研发原则。

阿西莫夫机器人定律如下。

第零定律:机器人必须保护人类的整体利益不受侵害。

第一定律:机器人不得伤害人类个体,或者目睹人类个体将遭受危险而袖手旁观,除非这违反了机器人学第零定律。

第二定律:机器人必须服从人类给予它的命令,当该命令与第零定律或者第一定律冲突时例外。

第三定律:机器人在不违反第零、第一、第二定律的情况下,要尽可能保护自己的生存安全。

1954年,在达特茅斯会议上,马文·明斯基提出了他对智能机器的看法:“能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法。”这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。

1956年,美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人,并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作,因此具有通用性和灵活性。

1959年,德沃尔与美国发明家约瑟夫·恩格尔伯格联手制造出第一台工业机器人。随后,世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司成立了。由于恩格尔伯格对工业机器人的研发和宣传,他也被称为“工业机器人之父”。

1962年,美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样,是真正商业化的工业机器人,并出口到世界各国,掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。

1962—1963年,传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器,包括1961年恩斯特采用的触觉传感器;托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器;而麦卡锡1963年开始在机器人中加入视觉传感系统,并在1964年帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器,能识别并定位积木的机器人系统。

1965年,约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast能通过声呐系统、光电管等装置,根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院和斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人的热潮,并向人工智能进发。

1968年,美国斯坦福研究所公布了他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器,能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界上第一台智能机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕。

1969年,日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人,被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长,后来更进一步催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

1973年,第一次出现机器人和小型计算机携手合作,因此而诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。

1978年,美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA,这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。

1984年,恩格尔伯格再推机器人Helpmate,这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年,他还预言:“我要让机器人擦地板、做饭,出去帮我洗车,检查安全。”

1990年,中国著名学者周海中教授在《论机器人》一文中预言:“到21世纪中叶,纳米机器人将彻底改变人类的劳动和生活方式。”

1998年,丹麦乐高公司推出机器人(Mind-Storms)套件。这让机器人制造变得和搭积木一样,相对简单又能任意拼装,使机器人开始走入个人世界。

1999年,日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO),当即销售一空,从此娱乐机器人成为机器人迈进普通家庭的途径之一。

2002年,美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba。它能避开障碍,自动设计行进路线,还能在电量不足时,自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。

2006年,微软公司推出Microsoft Robotics Studio,这标志着机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显,比尔·盖茨预言,家用机器人很快将席卷全球。

我国拥有全球规模最大和最具活力的工业机器人应用市场,机器人产业的市场份额占据了全球的4成以上。

目前全球工业机器人应用领域排名前三位的是:汽车行业90多万台,电子行业60多万台,金属加工行业近30万台。国内工业机器人的应用领域涵盖了近130个行业,正从电子、汽车、食品包装等传统制造领域,向环保、新能源、物流仓储等新领域拓展。机器人的加入,大幅提高了这些行业的产品生产质量与服务管理效率。以后我们还会看到越来越多的担负着各种功能的机器人,在不同的岗位上替代人的工作,发挥出自己的作用。

想一想

(1)什么是机器人?机器人的任务是什么?

(2)机器人的基本组成部分有哪些?

(3)机器人的定律是什么?

(4)你想让机器人干什么工作? QcopKuuouKjHON87YBnF6L3YnkdFsvF4wf2AVGd6jSAgZ71WXqXqzEHSFcwoTLjz

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