趣談機器人

陳喜

機器人一詞的出現和世界上第一臺工業(yè)機器人的問世都是近幾十年的事.1959年美國科學家英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機器人，機器人的歷史才真正開始.l980年中國第一臺工業(yè)機器人樣機在沈陽研制成功.在1985年日本筑波世博會上，日本、美國和瑞典等國展出了各自設計制造的機器人模型，引起全球轟動.

人們對機器人的幻想與追求卻已有3000多年的歷史.西周時期，中國的能工巧匠偃師就研制出了能歌善舞的伶人，這是中國最早記載的機器人.春秋后期，中國著名的木匠魯班，在機械方面也是一位發(fā)明家，據《墨經》記載，他曾制造過一只木鳥，能在空中飛行“三日不下”，體現了中國勞動人民的聰明智慧.后漢三國時期，蜀國丞相諸葛亮成功地創(chuàng)造出了“木牛流馬”，并用其運送軍糧，支援前方戰(zhàn)爭.巧匠馬鈞制造了能擊鼓吹簫、跳舞擲劍、緣墻倒立的木人，構造已相當精巧.兩晉時期，不同功能的機器人相繼出現，這些機器人，有的已不是玩具，而帶有實用性質.唐開元年間，楊務廉制一和尚機器人，能持缽化緣，并會向施主鞠躬行禮，引得市民大施其錢.“刻木作僧，手執(zhí)一碗，能自行乞，碗中錢滿，關鍵忽發(fā)，自然作聲云：‘布施.市人竟觀，欲其作聲，施者日盈數千”.讓機器人發(fā)出“布施”二字聲音，也許是利用錢的重力作用帶動彈撥機械來實現的.唐代柳州史王據，制一貌似水獺的機器人，潛水中，能捕魚.其原理也簡單，口中放置誘餌，以石沉于水中，魚入食餌，觸動機關，將石吐出，合口上浮.這是最早用于生產的機器人，這也許是現代機器人的始祖吧！

現代機器人是指具有腦、手、腳等三要素的個體，具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠方信息）和接觸傳感器，同時具有平衡覺和固有覺的傳感器的機器.按發(fā)展進程分，通常把它分為三代：第一代的機器人是一種“遙控操作器”；第二代的機器人是一種按人事先編好的程序對機器人進行控制，使其自動重復完成某種操作的方式；第三代機器人是智能機器人，它是利用通過各種傳感器、測量器等來獲取環(huán)境的信息，然后利用智能技術進行識別、理解、推理并最后作出規(guī)劃決策，能自主行動實現預定目標的高級機器人.

現代機器人神通廣大，那么他們是怎么能像人一樣任意感知外界信息的呢？人類在生活中通過眼、耳、鼻、舌、身來感知外界，這五種感官（簡稱“五官”）使我們具備了視覺、聽覺、嗅覺、味覺和觸覺.神奇的機器人要稱為“人”，這五官必不可少，否則一個又聾又啞的機器人，還談什么“人工智能”？經過長期的努力，科學家成功地制出了“電五官”，就是各種傳感器——能將外界各種刺激變成電信號的元件.在精密電腦的控制下，機器人才能上天入地，鉆到海底，發(fā)揮出極大的作用.

在我們日常生活中也越來越離不開它.機器人的“眼睛”——光電傳感器.我們人類獲取外界的信息，有90%以上是由眼睛獲取的.每只眼睛有120萬根視神經，比聽、嗅、味、觸覺神經的總和還要多，所以眼睛有“五官之首”的美稱.人眼必須在可見光照射下才看得見物體，因此眼睛就是一種對光有感覺的器官，構造就像一臺照相機.科學家要給機器人裝上眼睛，首先要找到一些對光有感覺的材料，還真找到了金屬銣和銫.在光線照射下會產生電流，硫化鉛在光的照射下導電能力會增加，利用它們制成“光電轉換器”，再與電腦結合就形成了奇妙的電子眼.在機器人的大眼球里裝入微型攝像機，使外部景物源源不斷反映到眼中.

據有關專家介紹，目前一種新型的仿生機器人——蛇形機器人，與傳統(tǒng)的輪式或兩足步行式機器人不同的是，它實現了像蛇一樣的“無肢運動”，是機器人運動方式的一個突破；因而被國際機器人業(yè)界稱為“最富于現實感的機器人”.它具有結構合理、控制靈活、性能可靠、可擴展性強等優(yōu)點，在許多領域具有廣泛的應用前景.如在有輻射、有粉塵、有毒及戰(zhàn)場環(huán)境下執(zhí)行偵察任務；在地震、塌方及火災后的廢墟中尋找傷員；在狹小和危險條件下探測和疏通管道.它還可以為人們在實驗室里研究數學、力學、控制理論和人工智能等提供實驗平臺.

對未來機器人的設想：（1）與人類社會的生活更為密切地結合起來，以為人作出更多的服務作為要素.家中掃除、清潔的工作或老人的護理保健的工作可能全由機器人取代，使用機器人為病人送藥、配藥的服務.（2）仿生性.研制能協(xié)助監(jiān)察橋梁的保安和搜集魚汛的情況，監(jiān)視河水污染的機器魚、會對主人聲音有情緒反應，能夠模仿喜怒哀樂和恐懼等情緒，將來可出現代替真正導盲犬的機器狗.用于軍事上的偵察救險、情報傳送，甚至殺敵于無形的手段上去.用以代替人們去完成那些單調、枯燥或是危險的工作.在現代化的高科技戰(zhàn)爭中，機器人將發(fā)揮越來越大的戰(zhàn)斗作用，從而減少前線士兵的人命傷亡，并以奇技利器克敵制勝.這類仿生性機器人還應廣泛應用于航海和對海底新能源的探測、對于自然災難的預測方面，尤其是地震.在和平時期可以幫助民警排除炸彈、完成要地保安任務，在戰(zhàn)時還可以代替士兵執(zhí)行掃雷、偵察和攻擊等各種任務.（3）人性化.感情是人類交流不可或缺的部分，所以任何機器人都必須具有能夠識別人類感情表現以及正確表達自我感情的能力，這樣才能和人類自然地交流.開發(fā)出人的仿真性皮膚，可如人一樣感受冷熱、痛楚、溫度反應，手、頭和上身皆可自如活動，還可以機器人演奏真正的樂器，甚至一些人的皮膚未具有的功能都可以設定.還可以造出“人工眼”等，讓機器也能像人那樣識文斷字，看東西，產生嗅覺，應用于檢測毒氣，分析宇宙飛船座艙里的氣體成分，監(jiān)察環(huán)境等方面.這樣由生物遺傳工程因“克隆人”的出現而引發(fā)倫理、法律及道德問題的爭議就能解決，“克隆人”能否問世仍然是一個未知數，但機器人的研發(fā)正在取而代之，以越接近人性化為追尋目標.

高技術正在使機器人技術發(fā)生重大變化，由于信息技術的全面應用，機器人的遙控和全自控操作已經成為現實，機器人的使用面正在日新月異地擴大.任何先進的機器設備，都會提高勞動生產率和產品質量，創(chuàng)造出更多的社會財富，也就必然提供更多的就業(yè)機會，這已被人類生產發(fā)展史所證明.從現在世界工業(yè)發(fā)展的潮流看，發(fā)展機器人是一條必由之路.沒有機器人，人將變?yōu)闄C器；有了機器人，人仍然是主人.

隨著社會的不斷發(fā)展，各行各業(yè)的分工越來越明細，尤其是在現代化的大產業(yè)中，有的人每天就只管擰一批產品的同一個部位上的一個螺母，有的人整天就是接一個線頭，就像電影《摩登時代》中演示的那樣，人們感到自己在不斷異化，各種職業(yè)病逐漸產生，于是人們強烈希望用某種機器代替自己工作，因此研制出了機器人，用以代替人們去完成那些單調、枯燥或是危險的工作.由于機器人的問世，使一部分工人失去了原來的工作，于是有人對機器人產生了敵意.“機器人上崗，人將下崗.”不僅在中國，即使在一些發(fā)達國家如美國，也有人持這種觀點.其實這種擔心是多余的，任何先進的機器設備，都會提高勞動生產率和產品質量，創(chuàng)造出更多的社會財富，也就必然提供更多的就業(yè)機會，這已被人類生產發(fā)展史所證明.任何新事物的出現都有利有弊，只不過利大于弊，很快就得到了人們的認可.比如汽車的出現，它不僅奪了一部分人力車夫、挑夫的生意，還常常出車禍，給人類生命財產帶來威脅.雖然人們都看到了汽車的這些弊端，但它還是成了人們日常生活中必不可少的交通工具.英國一位著名的政治家針對關于工業(yè)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(yè)人口最少，英國機器人數量在發(fā)達國家中最少，而失業(yè)人口居高不下”，這也從另一個側面說明了機器人是不會搶人飯碗的.