机器人发展史话：从诞生到向人类进化

机器人的历史并不算长，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，机器人的历史才真正开始。

英格伯格在大学攻读伺服理论，这是一种研究运动机构如何才能更好地跟踪控制信号的理论。德沃尔曾于1946年发明了一种系统，可以“重演”所记录的机器的运动。1954年,德沃尔又获得可编程机械手专利，这种机械手臂按程序进行工作，可以根据不同的工作需要编制不同的程序，因此具有通用性和灵活性，英格伯格和德沃尔都在研究机器人，认为汽车工业最适于用机器人干活，因为是用重型机器进行工作，生产过程较为固定。1959年，英格伯格和德沃尔联手制造出第一台工业机器人。

这种机器人外形有点像坦克炮塔，基座上有一个大机械臂，大臂可绕轴在基座上转动，大臂上又伸出一个小机械臂，它相对大臂可以伸出或缩回。小臂顶有一个腕子，可绕小臂转动，进行俯仰和侧摇。腕子前头是手，即操作器。这个机器人的功能和人手臂功能相似。

它成为世界上第一台真正的实用工业机器人。此后英格伯格和德沃尔成立了“尤尼梅逊”公司，兴办了世界上第一家机器人制造工厂。第一批工业机器人被称为“尤尼梅特”，意思是“万能自动”。

他们因此被称为机器人之父。1962年美国机械与铸造公司也制造出工业机器人，称为“沃尔萨特兰”，意思是“万能搬动”。”尤尼梅特”和“沃尔萨特兰”就成为世界上最早的、至今仍在使用的工业机器人。

据说文艺复兴时期，既是杰出画家、又是科学家的达·芬奇，曾设计出了一款机器人。

近百年来发展起来的机器人，大致经历了三个成长阶段，也即三个时代。第一代为简单个体机器人，

第二代为群体劳动机器人，第三代为类似人类的智能机器人，它的未来发展方向是有知觉、有思维、能与人对话。

第一代机器人属于示教再现型,第二代则具备了感觉能力,第三代机器人是智能机器人,它不仅具有感觉能力, 而且还具有独立判断和行动的能力。 

英格伯格和德沃尔制造的工业机器人是第一代机器人，属于示教再现型，即人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作。

20世纪70年代，第二代机器人开始有了较大发展，第二代机器人则对外界环境实用阶段，并开始普及。

第三代机器人是智能机器人，它不仅具有感觉能力，而且还具有独立判断和行动的能力，并具有记忆、推理和决策的能力，因而能够完成更加复杂的动作。中央电脑控制手臂和行走装置，使机器人的手完成作业，脚完成移动，机器人能够用自然语言与人对话。

智能机器人在发生故障时，通过自我诊断装置能自我诊断出故障部位，并能自我修复。今天，智能机器人的应用范围大大地扩展了，除工农业生产外，机器人应用到各行各业，机器人已具备了人类的特点。机器人向着智能化、拟人化方向发展的道路，是没有止境的。

机器人是虽然外表可能不像人，也不以人类的方式操作，但可以代替人力自动工作的机器。后来美国著名科普作家艾萨克·阿西莫夫为机器人提出了三条原则，即“机器人三定律”：

第一定律——机器人不得伤害人，或任人受到伤害而无所作为；

第二定律——机器人应服从人的一切命令，但命令与第一定律相抵触时例外；

第三定律——机器人必须保护自身的安全，但不得与第一、第二定律相抵触。

这些“定律”构成了支配机器人行为的道德标准，机器人必须按人的指令行事，为人类生产和生活服务。

向人类“进化”

随着现代科技的迅速发展，机器人正在经历着一个从初级到高级的飞跃，它正沿着达尔文的“进化论”逐渐发展自己，壮大自己，完善自己。研制具有人类外观特征，可以模拟人类行走与基本操作功能的类人型机器人，一直是人类机器人研究的梦想之一。类人型机器人研究是一门综合性很强的学科，代表着一个国家的高科技发展水平。1997年，日本本田公司率先研制出第一台类人型步行机器人样机。目前，机器人正在进入“类人机器人”的高级发展阶段，即无论从相貌到功能还是从思维能力和创造能力方面，都向人类“进化”甚至在某些方面大大超过人类，如计算能力和特异功能等。类人型机器人技术，集自动控制、体系结构、人工智能、视觉计算、程序设计、组合导航、信息融合等众多技术于一体。专家指出，未来的机器人在外形方面将大有改观，如目前的机器人大都为方脑袋、四方身体以及不成比例的粗大四肢，行进时要靠轮子或只作上下、前后左右的机械运动，而为来的机器人从相貌上来看与人无区别，它们将靠双腿行走，其上下坡和上下楼梯的平衡能力也与人无异，有视觉、有嗅觉、有触觉、有思维，能与人对话，能在核反应堆工作，能灭火，能在所有危险场合工作，甚至能为人治病，还可克隆自己和自我修复自己。总之，它们能在各种非常艰难危险的工作中，代替人甚至超过人类去从事各种工作。

伟大的发明家爱迪生曾说：“上帝创造人类，两条腿是最美妙的杰作。”一个多世纪以来，全世界的机械专家们以解决机器人两条腿的问题，作为机械和自动化领域的最高目标。让机器人也向人一样用两条腿走路并非易事，日本的加藤一郎率先攻克了这道技术难关，他最早研制成功用双腿走路的机器人，因此被称为双腿走路机器人之父。现在双腿走路的机器人已经能够像人一样一步接一步地两腿轮流行走,并且能够翻跟头。

机器人的手爪是机器人身上最精彩的部分，它正由简单发展到复杂，由笨拙发展到灵巧，机器人的手指已可以与人手媲美，它能捏住一支花，握住一枚鸡蛋，抓取任意一件东西。机器人的手被称为终端执行器，机器人技术的发展和应用中，机器人的手是最受重视、也是最有用的部分，因此机器人手的发展集中体现了人类的智慧。

我国独立研制的第一台具有人类外观特征、可以模拟人类行走与基本操作功能的类人型机器人，在长沙国防科技大学首次亮相。类人型机器人问世，标志着我国机器人技术已跻身国际先进行列。

这台定名为“先行者”的类人型机器人，高1.4米，重20公斤，不但具有类人一样的头部、眼睛、脖颈、身躯、双臂与两足，而且具备了一定的语言功能。这台类人型机器人实现了多项关键性技术的突破：从只能平地静态步行，到快速自如的动态行走；从只能在已知环境中行走，到可在小偏差、不确定的环境中行走；行走频率也由每6秒1步，提高到每秒2步。在机械结构、控制系统结构、协调运动规划和控制方法等机器人关键技术方面取得一系列重大突破，获得了机器人神经网络系统、生理视觉系统、双手协调系统、手指控制系统等多项研究成果，将我国机器人技术研究推向了新的高度。

类人型机器人具有广泛的应用领域，不仅可以在有辐射、有粉尘、有毒等环境中代替人们作业，而且可以在康复医学上形成一种动力型假肢，协助截瘫病人实现行走的梦想。

作为一个国家高科技实力的重要标志，类人型机器人集机、电、计算机、材料、传感器、控制技术等多门学科于一体，一直是发达国家重点研究开发的技术之一。