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你了解机器人发展史吗？机器人三原则是什么？10月20日，由广州市科学技术协会、白云区科学技术协会主办，广东科技报社承办的“广州市科普特色村建设”系列科普讲座在广州市白云区大石岗村石华小学举办，邀请到广州工程技术职业学院罗隆副教授作《机器人与人工智能》专题讲座。罗隆不仅为50名师生深入浅出地科普了机器人与人工智能的相关知识，还指导学生现场组装机器人。师生们纷纷表示大开眼界，受益匪浅。

机器人的发展史已超过3000年

“人类对机器人的幻想与追求已有3000多年的历史。西周时期，我国的能工巧匠偃师研制出的歌舞艺人，是我国最早记载的机器人。春秋后期，鲁班为了哄母亲开心，制造了一只木鸟，是中国最早的机器人雏形。1800多年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，还制造了‘计里鼓车’，每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里，击钟一下。后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了‘木牛流马’，并用其在崎岖山路中运送军粮，支援前方战争。”这些源于生产生活的机器人充分体现了我国古代劳动人民的智慧。

科普了中国古代的机器人后，罗隆继续介绍外国的机器人发展史。他说道，1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳、喝水，还会进食、排泄。1770年，美国科学家就发明了一种报时鸟，一到整点，这只鸟的翅膀、头和喙便开始运动，同时发出叫声。1773年，著名的瑞士钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易· 道罗斯制造出自动书写玩偶、自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的，它们有的拿着画笔和颜料作画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。1927年，美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”，并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人，装有无线电发报机，可以回答简单问题，但该机器人不能走动。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。虽然离真正可以干家务活还差得远，但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。1959年，德沃尔与美国发明家恩格尔伯格联手制造出第一台工业机器人，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司，在美国通用汽车公司(GM)投入使用，这标志着第一代工业机器人诞生。1998年，丹麦乐高公司推出机器人套件，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。进入21世纪后，搭乘现代技术的东风，机器人在功能和制造层次上有了极大提升，当前制造业与信息技术深度融合，也更加激发出机器人研究与生产的创新活力。

机器人的定义

“‘robot’来源于1920年捷克的一个反映科幻内容的话剧。剧中的一个人物名叫robota(捷克文，意为苦力，奴隶），一个形状像人的机器，可以听从人的命令做各种工作。所以，英文‘robot’是从robota衍生而来的。我国将‘robot’翻译为机器人，给了大家一种错觉，让大家认为机器人一定具有类人的外形，这是错误的。”罗隆指出，机器人应该是具有人的某种的功能的机器。

他解释说，国际标准化组织（ISO）对机器人的描述是：第一，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，感官等）的功能。第二，机器人具有通用性，工作种类多样，动作程序灵活多样。第三，机器人具有不同程度的智能性，如记忆、感知、推理、决策和学习等。第四，机器人具有独立、完整的机器人系统，在工作中可以不依赖于人的干预。

既然机器人具有智能性，那它像人类一样受法律约束吗？罗隆答道，1942年，美国科幻巨匠阿西莫夫在《I Robot》一书中给机器人赋予了伦理性纲领，提出“机器人三原则”。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。第一，机器人不得伤害人，也不得见人受到伤害而袖手旁观。第二，机器人应服从人的一切命令，但不得违反第一定律。第三，机器人应保护自身的安全，但不得违反第一、第二定律。

机器人的组成与分类

机器人主要由5部分硬件组成，分别是机器人的“骨骼”——机械结构、机器人的“心脏”——驱动装置、机器人的“肌肉”——执行机构、机器人的“感觉器官”——检测装置和机器人的大脑——控制系统。

提及机器人的分类，罗隆表示，机器人有很多种分类方式。按应用场景机器人可分为两类——工业机器人和服务机器人；按工作原理可分为三类——按机械结构分类、按操作机坐标形式分类和按程序输入方式分类；按机器人结构坐标系特点方式可分为四类——直角坐标型机器人、圆柱坐标型机器人、极坐标型机器人和关节型机器人；按智能程度不同分为三类——传感型机器人（又称外部受控机器人）、交互型机器人、自主型机器人。

其中，传感型机器人本体上没有智能单元只有执行机构和感应机构，它具有利用传感信息（包括视觉、听觉、触觉、接近觉、力觉和红外、超声及激光等）进行传感信息处理、实现控制与操作的能力，受控于外部计算机，在外部计算机上具有智能处理单元，处理由受控机器人采集的各种信息以及机器人本身的各种姿态和轨迹等信息，然后发出控制指令指挥机器人的动作。 交互型机器人通过计算机系统与操作员或程序员进行人机对话，实现对机器人的控制与操作，虽然具有了部分处理和决策功能，能够独立地实现一些诸如轨迹规划、简单的避障等功能，但是还要受到外部的控制。自主型机器人最“聪明”，在设计制作之后，机器人无需人的干预，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务。自主型机器人的本体有感知、处理、决策、执行等模块，可以就像一个自主的人一样独立地活动和处理问题。

最后，罗隆给每个学生派发了一个机器人实验套装，并指导他们现场拼装完成，让他们学以致用，满载而归。

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把关专家 | 广州工程技术职业学院副教授 罗隆

文字 | 麦博 刘瑞敏

图片 | 麦博

来源: 广东科技报

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