机器人发展史

机器人的发展历史及未来的发展方向

一、引言

机器人溯源

科幻作家想象的超人机器人是一台并不新颖的拟人机器日本在Edo时代就有端茶杯的玩偶。这个由弹簧、齿轮、凸轮和连杆组成的玩偶靠发条运动。刨造“Robot”一词不是很久以前的事。1923年捷克作家Kare!Capek发表了科幻尉本((Rossum的万能机器人。Ca pek把捷克语 Robota”写成 Robot，其意思是农奴(属于为中世纪贵族地主从事农业劳动的阶层)，预告了机器人的发展对人类社会科学与技术的悲烈性影响，这被当作了机器人的起源。故事的梗概如下：

Rossum公司开始把机器人作为人类生产的工业产品推向市场，充当劳动力。机器人按照其主人的命令静悄悄的工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的不公正的劳动。就功能而言，现代的工业机器人还不如它们，但在没有感情这一点上是类似的。后来，Rossum 公司取得了成功，使机器人具有感情(感知能力和敏感性)，导致机器人应用部门迅速增加。在无需感情的工厂劳动和琐碎的家务劳动方面，机器人的存在成了不可避免的事。这个想法已经远远超出了现代工业机器人的用途。机器人立刻宣布人类并不优秀，人类的自私和不公正已变得十分有害，因而它们最后造反了。机器人在体能和智能方面是优异的，因此它们开始屠杀世界各地的人们。但是机器人不知道如何制造它们自己，认为它们自己很快就会灭绝，所以它们搜寻人类的幸存者，但没有结果。最后，一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了，并传宗接代。这时，机器人进化为人类，世界又起死回生了。

机器人到底是什么

我们头脑里也许马上会联想到科幻电影里面长的像人的机器。其实那只是机器人的狭意理解。机器人的完整意义应该是一种可以代替人进行某种工作的自动化设备。它可以是各种样子，并不一定长得像人，也不见得以人类的动作方式活动。而国际标准化组织（ISO）对机器人的定义是：

1)机器人的动作机构具有类似于人或其他生物体的某些器官（肢体、感受等）的功能；

2)机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活易变；

3)机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策、学习等；

4)机器人具有独立性，完整的机器人系统在工作中可以不依赖人的干预；

二、机器人发展的四个时期

由于机器人在很早以前就有了萌芽，近几十年来又经过了几次变革，因此本人将其发展分为四个时期：

胚胎时期：公元200年至20世纪中期，在这个时期机器人虽未问世，也没有实质性的发展，但已有机器人的雏形。

我国宋代科学家沈括在《梦溪笔谈》一书中，记载有一个“自动木人抓老鼠”的故事，“该木人名钟馗，身高三尺，能左手扼属，右手持铁简毙之，动作灵巧”。

三国时期，诸葛孔明为运送军用物资而发明了木牛流马，相传可以“日行三千、夜走八百”。《三国志·诸葛亮传》记载：“（建兴）九年，亮复出祁山，以木牛运，粮尽退军十二年春，亮悉大众由斜谷出，以流马运，据武功五丈原，与司马宣王对于渭南。”

18世纪瑞士钟表匠德罗斯父子制造了机器人玩具，由弹簧驱动，用凸轮控制，可以写字、弹风琴。

幼儿时期：20世纪五六年代，即第一代示教再现型机器人。它可以感知识别方块，并自动堆积方块而不需人的干预。这一时期机器人有了实质性的发展，但它只能根据事先编好的程

序来工作，这时它好像只有干活儿的手，不懂得如何处理外界的信息。

1954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，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。它第一次使用示教再现的控制方式，并在20世纪的后几十年中，得到惊人的发展。

1959年，美国英格伯格和德沃尔制造出世界上第一台工业机器人，取名“尤尼梅逊”，意为“万能自动”。尤尼梅逊的样子像一个坦克炮塔，炮塔上伸出一条大机械臂，大机械臂上又接着一条小机械臂，小机械臂再安装着一个操作器。这三部分都可以相对转动、伸缩，很像是人的手臂了。它的发明人专门研究运动机构与控制信号的关系，可以编制程序让机器记住并模仿、重复进行某种动作。英格伯格和德沃尔认为汽车制造过程比较固定，适合用这样的机器人。于是，这台世界上第一个真正意义上的机器人，就应用在了汽车制造生产中。

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一样成为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。

青年时期：20世纪60年代至80年代，即第二代具有感知外界信息能力的机器人，与第一代机器人相比，它具有更强的外界环境感知能力和环境适应性以及更高的性能，能完成更复杂的工作任务，并有初步的智能。

1962年-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年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965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已经能通过声纳系统、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、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，并向人工智能进发。

成年时期：20世纪70年代至今，即第三代智能机器人，它不仅具有感知功能，还具有一定的策划和规划能力。能根据人的命令或周围的环境，自行做出决策，规划动作，即按任务编程。具有高度的智能。

1968年美国斯坦福研究所公布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年世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国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年英格伯格再推机器人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”。

1998年丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，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目前机器人迈进普通家庭的途径之一。