摘要：很少有技术能像机器人一样吸引人类的想象力。几十年来，机器可以像我们一样走路和说话的想法一直是科幻小说的主要内容。现实情况更加平淡无奇——现实世界中的大多数机器人都是无形的手臂，被降级为枯燥和重复的工厂工作。但人工智能 （AI） 和机器人硬件的最新突破意味着我们

从艾萨克·阿西莫夫 （Isaac Asimov） 的机器人学三定律到您今天可以购买的双足机器，以下是机器人发展过程中的 12 个重要里程碑。

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很少有技术能像机器人一样吸引人类的想象力。几十年来，机器可以像我们一样走路和说话的想法一直是科幻小说的主要内容。现实情况更加平淡无奇——现实世界中的大多数机器人都是无形的手臂，被降级为枯燥和重复的工厂工作。但人工智能 （AI） 和机器人硬件的最新突破意味着我们想象中的智能类人机器人越来越接近现实。

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自古以来，人们就设想了人造人的可能性——从犹太民间传说中的粘土傀儡到希腊神赫菲斯托斯的机械仆人。历史上还充斥着复杂的自动机示例，这些示例旨在通过栩栩如生的动作让观众惊叹不已。但“机器人”一词最早是由捷克作家卡雷尔·恰佩克 （Karel Čapek） 在他 1921 年的戏剧《R.U.R.》中引入的，该剧代表 Rossumovi Univerzální Roboti（罗森的通用机器人）。这个词源自捷克语“robota”，意思是强迫劳动，该剧讲述了由合成有机物制成的人造工人奋起反抗人类主人的故事——这一叙述在后来的许多作品中都有所呼应。

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机器人成为一种流行的科幻小说比喻，传奇作家艾萨克·阿西莫夫 （Isaac Asimov） 在他的许多故事中都突出了机器人。他工作的一个主要主题是这些人造人如何与人类社会互动。在他 1942 年的短篇小说《Runaround》中，他介绍了机器人学的三定律，这三定律应该支配他虚构宇宙中所有机器人的运作方式。第一条法律禁止机器人伤害人类，第二条法律要求机器人服从人类，除非它违反了第一条法律，第三条法律命令机器保护自己，只要这不与其他两条法律冲突。虽然完全是虚构的，但阿西莫夫的三定律对人工智能和机器人技术伦理框架的发展产生了影响。

没过多久，科幻小说中的想法就渗透到了现实世界中。1950 年代初期，连续发明家乔治·德沃尔 （George Devol） 开始研究一种可以在工厂中执行重复性任务的机械臂。他与企业家约瑟夫·恩格尔伯格 （Joseph Engelberger） 合作成立了世界上第一家机器人公司 Unimation，并于 1961 年在新泽西州通用汽车工厂的装配线上工作。液压驱动的手臂有五个自由度 （DoF），这是一种衡量灵巧性的指标，意味着它的手臂可以向五个不同的方向移动或旋转。对设备进行编程需要用户将机械臂物理移动到不同的位置，以教它所需的动作顺序，然后将其记录在称为鼓存储器的磁性存储设备中。

（图片来源：来自美国圣佩德罗的马歇尔·阿斯特（Marshall Astor），CC BY-SA 2.0，通过维基共享资源）

虽然到 1960 年代中期，机器人的机械能力已经取得了重大进展，但它们本质上仍然是需要手动编程的哑巴机器。1966 年，斯坦福研究所 （Stanford Research Institute） 的研究人员开始研究一种带有摄像头和触摸传感器的轮式机器人，该机器人可以推理其动作、制定计划并在现实世界中导航。它可以在多个房间之间自主移动，避开障碍物、打开门、轻按电灯开关和推箱子。这个被团队命名为“Shakey”的机器人受到了媒体的广泛关注——1970 年——《生活》杂志甚至称它为第一个电子人。机器人背后的一个关键进步是其分层软件架构，这使它能够通过任务进行推理，这在许多后续机器人中都是复制的。

（图片来源： 吉尔达多·桑切斯， CC BY 2.0 ，通过 Wikimedia Commons）

虽然 Unimate 是第一个投入生产的机械臂，但 Stanford Arm 成为新兴工业机器人行业的蓝图。1969 年，当时还是斯坦福人工智能实验室学生的 Victor Scheinman 设计了六自由度的机械臂，由电力驱动并由计算机控制。在接下来的几年里，Scheinman 在斯坦福大学和麻省理工学院制造了越来越复杂的手臂版本，最终于 1974 年创办了一家名为 Vicarm Inc. 的公司，将他的工作商业化。他最终于 1977 年将自己的设计卖给了 Unimation，Unimation 于 1978 年发布了可编程通用装配机 （PUMA） 机器人。最初的客户是通用汽车公司，该公司用它来组装汽车子组件。

机器人技术的诞生与另一项重大技术飞跃——太空时代的到来重叠。科学家们认识到，可以远程控制甚至自主作的机器可以成为探索太阳系的强大工具。1970 年，苏联将世界上第一辆机器人漫游车 Lunokhod 1 送上月球。该漫游车的形状像浴缸，有八个独立驱动的轮子，可以通过天线和四个摄像头的馈送从地球远程控制。这辆太阳能汽车运行了近一年，大约是其设计使用寿命的三倍半，行驶了 6.5 英里（10.5 公里）。它还使用可伸缩探针对月壤的机械性能进行了 500 多次测试。

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到 1980 年代，可以在受控环境中执行重复性任务的工业机器人已经变得司空见惯，但创造更灵活和自主的机器的努力正在失败。澳大利亚机器人专家罗德尼·布鲁克斯 （Rodney Brooks） 有一种直觉，认为这种停滞是由于研究人员采用的自上而下的方法。这包括专注于为机器注入抽象推理技能，并开发复杂的数学符号系统来表示它们周围的世界。相反，他从大自然中汲取灵感，专注于感知和行动之间的反馈回路，这些回路使动物能够做出复杂的行为。他证明，通过采用 1990 年论文《大象不下棋》中概述的这种自下而上的方法，可以结合多个简单的行为模块来解决当时存在的机器人之外的挑战。

尽管机器人技术取得了长足的进步，但大多数机器与科幻小说中描绘的机械人相去甚远。1996 年，当本田推出 P2 机器人时，情况发生了变化，这是第一款能够用两条腿独立行走的人形机器人。该公司在 1980 年代后期开始研究双足运动问题，研究并试图复制人类的行走方式。对 P2 及其后续产品 P3 和 P4 的研究最终促成了公司标志性的 ASIMO 人形机器人的开发，该机器人于 2000 年首次亮相，为人形机器人的未来设定了标准。

当大多数商业机器人公司专注于旨在取代工厂中蛮力劳动的机器时，Intuitive Surgical 决定专注于微创手术的精细过程。他们构建了一个名为 da Vinci 的四臂机器人手术系统，可以由外科医生远程控制。这些手臂能够握住手术刀、抓手和剪刀等手术器械，并使外科医生能够进行超精确的动作。该设备于 2000 年被美国食品和药物管理局批准使用，并已用于超过 1400 万例手术。

（图片来源：Smith Collection/Gado/Getty Images）

多年来，在自动驾驶汽车中进行了零星的实验，但第一家为这个想法投入大量资源的公司是谷歌。该公司于 2009 年开始开发自动驾驶汽车，在 2010 年 10 月宣布该项目之前，在公共道路上行驶了超过 140,000 英里。早期的实验是在一辆改装的丰田普锐斯上进行的，方向盘后面有安全驾驶员。但在 2015 年，该公司首次在带有方向盘或踏板的定制车辆中实现了完全自动驾驶。在更名为 Waymo 后，该公司于 2017 年在亚利桑那州凤凰城开始了无人驾驶出租车服务的首次公开试验。

（图片来源：照片由 Chip Somodevilla/Getty Images 提供）

智能类人机器人最近取得突破的主要催化剂之一是 DARPA 机器人挑战赛。该竞赛由美国国防高级研究计划局于 2012 年发起，要求团队开发能够在模拟灾区执行复杂任务的半自主机器人。这些机器人的任务是在瓦砾中行走、爬梯子、关闭漏水的阀门，甚至驾驶多功能车。决赛于 2015 年举行。虽然一些团队使用自己的机器人进行比赛，但有 6 支团队配备了波士顿动力公司制造的人形 Atlas 机器人。比赛结束后，该公司继续开发机器人，多年来展示了越来越先进的功能，例如户外跑步、跳跃和跑酷课程。

初创公司 Agility Robotics 在向福特出售了两辆 Digit 型号后，成为第一家发布商用双足机器人的公司。虽然不是严格意义上的类人机器人，但由于它的“向后”腿更像鸟的腿而不是人的腿，该机器人的大小和形状与小人差不多，旨在在仓库和其他工业环境中提供帮助。该版本标志着商用人形机器人技术繁荣的开始，特斯拉、Figure 和 1X 等公司不久后推出了自己的产品。而且成本正在迅速下降——今年早些时候，中国公司宇树 Unitree 发布了其 G1 人形机器人，该机器人的成本仅为 16,000 美元。

来源：晓晨说科技