很少有概念能像机器人那样激发人类的想象力,这无疑是因为它们的设计往往是为了模仿我们。即使是它们的技术发展,似乎也与我们的进步同步。
我们可以通过观察机器人并问这个问题来判断我们驾驭科技成就的能力的进步:这个机器与人类到底有多相似?正如卡内基梅隆大学机器人研究所所长马特·梅森所说:“研究机器人学,我们实际上只是在研究我们自己。”为了衡量我们的进步,Discover杂志将通过分析机器人学的 25 个最伟大的里程碑——科学幻想与科学事实交织的时刻——来照照这面镜子。
1956年:罗比机器人 “机器人”一词来源于卡雷尔·恰佩克 1920 年的戏剧《R.U.R.》(Rossum's Universal Robots)。“Robot”源自捷克语 robota,意为“强迫劳动”,但直到 1956 年米高梅公司发行了电影《禁忌星球》,其中出现了罗比机器人,它才开始被广泛使用。罗比的设计极其复杂,工程师们花了两个月时间将塑料热塑成形,制作出当时认为不可能的形状。然后,他们添加了 2,600 英尺的电线,让罗比的部件旋转和闪烁。由于米高梅公司为这部电影投入了 190 万美元(当时是巨额预算),罗比成为了这个新兴领域的标志性面孔。它甚至还被载入卡内基梅隆大学的机器人名人堂。
1961年:Unimate
1956年,发明家乔·恩格尔伯格和乔治·德沃尔会面,讨论艾萨克·阿西莫夫的作品。他们实现其未来愿景的愿望促成了长达五年的合作,诞生了世界第一家机器人公司 Unimation 和世界第一台工业机器人 Unimate。这台由铰接式、伸缩式、重达 4,000 磅的液压机械臂能够遵循分步指令,并在新泽西州尤因的通用汽车工厂首次亮相,在那里它对压铸金属零件进行排序和堆叠。不久之后,它的功能就扩展到了危险工作,比如焊接。此后,机械臂变得如此普遍,以至于恩格尔伯格常被称为“机器人之父”。最初的 Unimate 现收藏于华盛顿特区的史密森尼学会。
1966年:Shakey 由斯坦福研究所开发,Shakey 是第一台能够自行规划路径的移动机器人。它配备了一个电视摄像头、一个三角测距仪和一系列碰撞传感器——所有这些都通过无线电和视频链路连接到计算机——Shakey 被设计用于在受控的室内环境中导航。加州圣何塞创新技术博物馆运营与技术副总裁格雷格·布朗回忆道:“尽管 Shakey 的移动速度慢如蜗牛,但它在当时的功能是惊人的。”
1966年:斯坦福推车 机器人先驱汉斯·莫拉维克(现任卡内基梅隆大学教授)设计了斯坦福推车,作为遥控月球探测器的模型。与 Shakey 一样,它本应能够自行移动,但推车每 15 分钟仅移动一米,速度是 Shakey 的四倍。
1968年:HAL 9000 斯坦利·库布里克执导的电影《2001:太空漫游》在 HAL 身上呈现了令人不安的人工智能景象,HAL 是一台能够理解语音、读唇语、下棋、驾驶宇宙飞船,并能随意杀死宇航员的计算机。当然,HAL 既非真实存在,也非机器人,但正如麻省理工学院人工智能实验室主任、本列表中许多机器的创造者罗德尼·布鲁克斯所说:“HAL 激励了我,也激励了我认识的大多数人。”
1968年:GE 四足运输车 1968 年,美国国防部高级研究计划局委托通用电气公司制造了四足运输车,也称为“行走卡车”或“巨象”。该车辆由拉尔夫·莫舍为越南地形设计,拥有四条巨大的液压腿,而不是轮子。操作员被固定在主驾驶舱内,通过自己四肢的运动来控制机械腿——这是力反馈设计的最早实例之一,最终催生了操纵杆。尽管从未投入使用,但四足运输车却影响了 1980 年电影《帝国反击战》中帝国陆战队的行进者设计。
1969年:斯坦福机械臂 斯坦福大学工程系学生维克多·谢因曼设计了最早成功的电动、计算机控制的机器人机械臂之一。它直接催生了 Programmable Universal Machine for Assembly 系列工业机器人,至今仍是行业的中坚力量。
1976年:软抓手 由东京工业大学的茂雄·广濑设计,软抓手源于对大象鼻子和蛇的研究。它是第一个能够适应任何物体形状的机器人抓手。这有助于为截肢者开发仿生手。
1977年:R2-D2/C3PO: 30 年前,这对仿生机器人充满了“原力”。它们是宇航技师、翻译、黑客、伙伴,也是世界上最受欢迎的机器人。
1982年:复制人
雷德利·斯科特执导的《银翼杀手》改编自菲利普·K·迪克的作品,向我们展示了一个不知道自己是机器人的机器人。这个困境戏剧化地展现了技术人员可能会面临的道德滑坡。
1983年:莱伯特的跳跃机器人 马克·莱伯特,卡内基梅隆大学腿部实验室的创始人(该实验室于 1986 年迁至麻省理工学院),彻底改变了人们对机器人运动的认知。跳跃机器人能够弹跳和跨越,实现了人类的动态平衡。表演艺术家马克·保利内认为,跳跃机器人影响了他许多自己的机器人设计。
1989年:Genghis 麻省理工学院机器人学家罗德尼·布鲁克斯最著名的昆虫机器人,Genghis 有六条腿,复眼,以及六个调整到温暖身体发出的红外线频段的运动传感器。当动物走到 Genghis 前面时,传感器会促使机器人向它移动。当动物停下来时,Genghis 也会停下来。布鲁克斯正在尝试将复杂的行为分解为简单的反应。当这些动作组合在一起时,就会产生看似自然的行为。
1990年:Robodoc 医生威廉·巴格和兽医霍华德·保罗(来自 Integrated Surgical Systems 公司)创造了历史,Robodoc 成为第一台协助手术的机器人——首先是为一只狗进行髋关节置换手术,然后在 1992 年为人类进行了手术。
1992年:跑步机 1978 年,马克·保利内未来的表演艺术团“生存研究实验室”开始上演由自制机器人进行的巨型、嘈杂且破坏性的比赛。保林的所有创作在设计上都是危险的——有些挥舞着刀,有些喷射火焰,还有一个甚至以每小时 200 英里的速度投掷木板——但没有一个比昆虫般的跑步机更受欢迎。这台机器人是保林机器中最早使用动态运动的之一。保林的创作帮助启发了《Battlebots》和《Junkyard Wars》等电视节目。
1993年:Cog 麻省理工学院的罗德尼·布鲁克斯创造了 Cog,以测试是否有可能像抚养人类一样抚养机器人。布鲁克斯和他的团队使用一种新的计算机语言和操作系统,开始通过试错来训练 Cog。过了几年,Cog 才能与人进行眼神交流或追踪移动物体,但如今它能够识别面孔、指出想要的物体、玩接球游戏,甚至能听懂简单的节拍并在鼓上模仿。
1994年:Dante II 由 NASA 和卡内基梅隆大学建造的 Dante I 成为第一台走进火山(南极埃里伯斯火山)的机器人——但在探索了 20 英尺后,由于极寒而失败。两年后,Dante II 在阿拉斯加斯普尔火山的火山口半自主地收集了五天数据,而控制人员则躲在 31 英里外。这次任务激发了人们希望机器人有一天能够探索其他行星。
1997年:Sojourner 这台六轮、重 25 磅的探测车于 1997 年 7 月 5 日登陆火星表面。它被设计为未来机器人任务(如 2004 年的“勇气号”任务)的试验台。
1999年:达芬奇 直观外科公司的达芬奇系统允许外科医生通过引导机械臂和手腕来执行手术。达芬奇系统设计师之一乔·罗森表示,机器人手术相对于传统手术的主要优势是提高了安全性。达芬奇系统可以减少外科医生手的颤抖,并增加手术范围。目前,达芬奇系统已获准用于一些腹腔镜手术,最常用于前列腺切除术。
1999年:AIBO 最著名且最成功的机器人宠物。
2002年:ASIMO 本田公司生产的人形机器人是第一款能够真正动态行走的机器人。它能够爬楼梯、在不平坦的路面上行走、在中途改变步态,甚至在中途改变方向。
2002年:Centibots 斯坦福研究所的 Centibots,每个只有玩具卡车大小,以最多 100 个为一组进行工作。它们由现成的零件制成,旨在在搜索危险区域时相互协调。
2002年:Roomba
第一款经济实惠的全自动地板吸尘器,也是第一款销量达到一百万台的机器人。
2004年:Spirit 和 Opportunity
由 NASA 的喷气推进实验室建造的遥控探测车,已经探索火星表面一年多了。
2005年:Gladiator
BAE 系统公司和卡内基梅隆大学的这项联合项目即将成为第一辆半自主战术无人地面车辆。Gladiator 的设计目的是在攻击的第一波浪潮中取代海军陆战队员,它可以承受轻武器射击、手榴弹和杀伤人员地雷的攻击。这名机器人士兵配备了热成像、GPS 和激光测距仪、昼夜摄像头、声学和化学探测系统、轻型车辆遮蔽烟雾系统以及车载武器系统。














