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机器人

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娱乐用机器人
娱乐用机器人
本田的概念机器人ASIMO,一般只用在展示场合,同类型的人型机器还没有很大的销售量,甚至没有能力量产。
本田的概念机器人ASIMO,一般只用在展示场合,同类型的人型机器还没有很大的销售量,甚至没有能力量产。
当前能购买到的,通常以这种简单的清扫机器人为主,尽管不是很普及且昂贵,但近年视觉识别方面却已经有了不少进展,使得产品逐渐变得更实用。
当前能购买到的,通常以这种简单的清扫机器人为主,尽管不是很普及且昂贵,但近年视觉识别方面却已经有了不少进展,使得产品逐渐变得更实用。

机器人(英语:Robot)包括一切模拟人类行为思想与模拟其他生物的机械(如机器狗机器猫等)。狭义上对机器人的定义还有很多分类法及争议,有些电脑程序甚至也被称为机器人。在当代工业中,机器人指能自动运行任务的人造机器设备,用以取代或协助人类工作,一般会是机电设备,由计算机程序或是电子电路控制。

机器人的范围很广,可以是自主或是半自主的,可以从本田技研工业ASIMO或是TOSY英语TOSYTOPIO英语TOPIO拟人机器人工业机器人,也包括多台一起动作的群机器人英语Swarm robotics,其至是奈米机器人。借由模仿逼真的外观及自动化的动作,理想中的高仿真机器人是高级集成控制论机械电子电脑人工智慧材料学仿生学的产物,当前科学界正在向此方向研究开发。有关机器人的话题,常见于科幻作品中。

机器人学是有关机器人设计、组装、运作及应用的技术研究[1],以及控制机器人的电脑系统、传感器回授以及信息处理等。机器人可以代替人类在一些危险的环境或是制造程序中工作,或是在外貌、行为或认知上取代人类。许多机器的概念都来自自然界,因此有仿生机器人学的出现。

在工业时代机械技术提升后,像自动化设备、遥控甚至无线遥控也日益成熟,电子学的进展成为机器人发展的动力。第一个电子式自动机是于1948年在英国的布里斯托尔由William Grey Walter发明,第一个数字化,由电脑控制的自动机是在1954年由George Devol发明,命名为Unimate,后续在1961年卖给奇异电气,用在新泽西州的工厂中,用来将压铸设备中的热金属上移[2]

机器人可以作一些重复性高或是危险,人类不想做的工作,也可以做一些因为尺寸限制,人类无法作的工作,甚至是像外太空或是深海中,不适人类生存的环境[3]。 社会上对越来越多的机器人及其角色有些疑虑,机器人因为在越来越多方面可以取代人类,因此被认为是增加失业人口的主因之一[4]。战争中使用的机器人也有道德上的疑虑。机器人自主的可能性及其影响是科幻小说的主题之一,以后也可能变成实际会发生的问题。

词源

机器人(自动控制机器)一词,最早出现在公元1920年捷克科幻作家恰配克的《罗索姆的万能机器人》中[5],原文作“Robota”,后来成为西文中通行的“Robot”。但是,作品中登场的并非金属制的机械,而是将原生质以化学合成制作,具有类似人类外形的人造人,即现在SF作品中的人形机器人,其概念来自泥人传说[6]

1967年日本科学家森政弘与合田周平提出:“机器人是一种具有移动性个体性、智慧性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器。[7]

当代应用机器人

机器人展
机器人展
2008年底东京消防厅引进了市面第一台双臂式作业机
2008年底东京消防厅引进了市面第一台双臂式作业机

现今,对人类来说,太脏太累、太危险、太精细、太粗重或太反复无聊的工作,常常由机器人代劳。从事制造业的工厂里的生产线就应用了很多任务业机器人,其他应用领域还包括:射出成型业、建筑业、石油钻探、矿石开采太空探索、水下探索、毒害物质清理、搜救、医学军事领域等。

工业机器人

指由操作机(机械本体)、控制器、伺服驱动系统和传感设备构成的一种仿人操作、自动控制、可重复编程、能在三维空间完成各种作业的光机电一体化生产设备,特别适合于多品种、变批量的弹性制造系统

一个工业机器人可以仅包括一个感觉与动作之间的链接,而且这个链接不是由人手动操控的。机器人的动作也许是电动机或是驱动器(也称效应器)移动一只手臂,张开或关闭一个夹子的动作。此种直接而详尽的控制跟反馈也许是由在外部或是嵌入式的电脑或是微控制器上运行的程序提供。根据这个定义,所有的自动设备都算机器人。

工业机器人可直接接受人类指令,也可以运行预先编排的程序,也可以根据以人工智慧技术制定的原则纲领行动。

工业机器人发展现状方面, 2007年全球共新安装工业机器人114,365台,较2006年新安装的111,052台,上升了3%。截至2007年底,全球工业机器人保有量已达到了995,000台。2007年,亚洲及美洲工业机器人的装配量明显上升,汽车工业以及电子电器行业的发展是上述地区工业机器人装配量强劲增长的主要因素。此外,化工领域用工业机器人的需求量也迅速上升。

焊接机器人

焊接机器人是工业机器人的最常见类型,常用于汽车制造机械流水线的规模化制造中,汽车车身和其他采用焊接工艺的部件的焊接。

涂装机器人

涂装机器人亦是工业机器人的最常见类型,常用于汽车车身涂上烤漆。

战斗机器人

战斗机器人研发方面走在前列的国家包括美国以色列,如果不将全球各种正在服役的无人飞机包含在内的话,比较典型的案例有DRDO(Defence Research and Development Organisation)公司Daksh,iRobot公司的PackBot,福斯特-米勒公司的“魔爪”,以色列USV(Unmanned Security Vehicle)公司的Guardium,韩国三星公司的SGR-A1等。
当前战斗机器人已经被应用于阿富汗巴以冲突等局部战争中,比较常见的任务包括侦察,排雷等,这种机器人往往非常灵活,可以穿越复杂地形,如美国波士顿公司的BigDog和阿特拉斯,部分型号的机器人装备了机枪等攻击性武器。

科研机器人

通常用于探索人类难以安全接近或根本无法到达的地方。有水下机器人、地外探测机器人(勇气号机遇号)、洞穴/密室探索机器人、火山研究机器人、太空探索机器人等等类型。

人类体机器人(半机器人)

有些人类会通过手术、将自己的意识输入进电脑等方式改造成为机器人,用于维护治安、军事战斗等用途。

宠物、玩偶类机器人

机器人也可以作为娱乐玩具用途,甚至成为人类生活的宠物和伴侣。台湾极趣科技股份有限公司推出的“BeRobot人型机器人”[8] 以及日本索尼公司推出的“Aibo”机器宠物就是实际案例。有些日本的地区已经使用了接待用的儿童体型机器人。

动漫、游戏等流行文化中的机器人

电影星球大战中的机器人——R2-D2和C-3PO
电影星球大战中的机器人——R2-D2C-3PO

青少年流行文化中,机器人题材自几十年前就开始在世界范围内盛行。《铁臂阿童木》、《哆啦A梦》、《变形金刚》、《机动战士高达》等机器人动画将此题材推向高峰。

这些作品通常将机器人描画为具有人类躯干特征(甚至感情)的金属人,并以其强劲的能力作战。

人型和社交机器人

参见:人型机器人

有些机器人被开发出来纯粹是以模仿真人作为目的,这些模仿既可以是外观与动作行为上,又可以是思想感情上的。理论上讲,要做出外观、行为、思想都非常接近真人的机器人,在当前还有不可跨越的技术难度,但在未来并不是不可能的事。而如何利用及控制那类高仿真机器人,它们与人类关系又将如何,早已成为科幻界一个长期话题。

2001年,美国麻省理工学院研发了世界上第一个有模拟感情的机器人[9]

机器人和社会

拟人机器人TOPIO(英语:TOPIO)在2009年的世界机器人博览会中打乒乓球[10]
拟人机器人TOPIO英语TOPIO在2009年的世界机器人博览会中打乒乓球[10]

2007年时机器人中有大约一半是在亚洲、32%在欧洲、16%在北美、1%在澳大拉西亚,1%在非洲[11],当时世界上40%的机器人在日本[12],因此让日本成为世界机器人最多的国家。

自主及道德问题

随着机器人越来越复杂,专家及学者开始关注机器人的行为需符合哪一种伦理学[13],以及哪一种机器人有资格拥有社会、文化、道德或是法律上的权利[14]。有一些科学组织宣称在2019年可能就会有机器人的大脑[15]。其他人预测机器人的智慧在2050会有突破性的进展[16]。最近的进展已经让机器人的行为变成更加复杂[17]。2010年有一部名为《插头与祷告英语Plug & Pray》的纪录片,其中一个主题就是智慧机器人对社会的冲击[18]

弗诺·文奇认为有一天电脑和机器人会比人更聪明,他称之为“奇异点[19]。他认为那时对人类会有某种程度的危险,也可能相当危险[20],在一种称为奇点主义英语Singularitarianism的哲学中会探讨这个议题。

战争机器人

有些专家及学者质疑在战争中是否可以使用机器人,特别是有自主功能的机器人[21]。也有一些关注是有关可以让军事机器人受另一个机器人控制的技术[22]。美国海军资助的一个计划提出,随着军事机器人越来越复杂,应该更重视其能力对作出自主决定的影响[23][24]。有一个研究者认为自主机器人会更加有人性,因此可以更有效的作决定,但也有研究者质疑上述的想法[25]

和失业的关系

工业机器人的引进有可能会和失业有关,像台湾厂商富士康在2011年7月起就提出一个三年计划,要用更多的机器人代替工厂的人力。当时工厂有使用一万台机器人,但在三年后要增加到一百万台[26]

世界机器人博览会

世界机器人博览会(IREX)是世界上最大的机器人贸易展览会[27],第一次是在1973年在日本东京举行,之后每二年举行一次[27]

艾西莫夫机器人三定律

想像中的机器人叛变人类
想像中的机器人叛变人类

科幻小说中对机器人行为的描述,以科幻小说家以萨·艾西莫夫在小说《我,机器人》中所订立的“机器人三定律”最为著名。 艾西莫夫为机器人提出的三条“定律”(law),程序上规定所有机器人必须遵守:

  • 第一法则:机器人不得伤害人类,且确保人类不受伤害;
  • 第二法则:在不违背第一法则的前提下,机器人必须服从人类的命令;
  • 第三法则:在不违背第一及第二法则的前提下,机器人必须保护自己。

“机器人三定律”的目的是为了保护人类不受伤害,但艾西莫夫在小说中也探讨了在不违反三定律的前提下伤害人类的可能性,甚至在小说中不断地挑战这三定律,在看起来完美的定律中找到许多漏洞。在现实中,“三定律”成为机械伦理学的基础。

参看

注释

  1. ^ robotics. Oxford Dictionaries. [4 February 2011]. 
  2. ^ Pearce, Jeremy. "George C. Devol, Inventor of Robot Arm, Dies at 99", The New York Times, August 15, 2011. Retrieved February 7, 2012. "In 1961, General Motors put the first Unimate arm on an assembly line at the company’s plant in Ewing Township, N.J., a suburb of Trenton. The device was used to lift and stack die-cast metal parts taken hot from their molds."
  3. ^ Akins, Crystal. 5 jobs being replaced by robots. Excelle. Monster. [2013-04-15]. (原始内容存档于2013-04-24). 
  4. ^ Hoy, Greg. Robots could cost Australian economy 5 million jobs, experts warn, as companies look to cut costs. ABC News. Australian Broadcasting Corporation. 28 May 2014 [29 May 2014]. 
  5. ^ 陈炳圣. 《万物简史》. 源桦. 2007. ISBN 986828421X. 
  6. ^ Morris, Nicola"The Golem in Jewish American Literature: Risks and Responsibilities in the Fiction of Thane Rosenbaum" p.119
  7. ^ 可荣·贲; 彦铎·张. 人工智能. 清华大学出版社有限公司. 2006: 349–. ISBN 978-7-302-12405-4. 
  8. ^ 人型机器人
  9. ^ MIT team building social robot 麻省理工学院研制完成了社交型机器人原文:“The robot's features, behavior and ‘emotions’ work together so it can ‘interact with humans in an intuitive, natural way,’”, 大意为:通过机器人的面目表情,行为和“情绪”的合作,由此可以“与人类有一个直观自然的方式互动,”
  10. ^ A Ping-Pong-Playing Terminator. Popular Science. 
  11. ^ Robots Today and Tomorrow: IFR Presents the 2007 World Robotics Statistics Survey 页面存档备份,存于互联网档案馆; World Robotics; 2007-10-29. Retrieved 2007-12-14
  12. ^ Reporting by Watanabe, Hiroaki; Writing and additional reporting by Negishi, Mayumi; Editing by Norton, Jerry; Japan's robots slug it out to be world champ; Reuters; 2007-12-02. Retrieved 2007-01-01
  13. ^ AAAI webpage of materials on robot ethics 互联网档案馆存档,存档日期2011-08-05..
  14. ^ AAAI compilation of articles on robot rights 互联网档案馆存档,存档日期2012-04-06., Sources compiled up to 2006.
  15. ^ Scientists Predict Artificial Brain in 10 Years 互联网档案馆存档,存档日期2009-11-29., by Kristie McNealy M.D. July 29, 2009.
  16. ^ Hans Moravec. Robot Mere Machine to Transcendent Mind. Oxford University Press. 2000. ISBN 978-0-19-513630-2. 
  17. ^ Robots Almost Conquering Walking, Reading, Dancing, by Matthew Weigand, Korea Itimes, Monday, August 17, 2009.
  18. ^ Plug & Pray, documentary film by Jens Schanze about the possibilities of AI and robotics.
  19. ^ Scientists Worry Machines May Outsmart Man By John Markoff, The New York Times, July 26, 2009.
  20. ^ The Coming Technological Singularity: How to Survive in the Post-Human Era, by Vernor Vinge, Department of Mathematical Sciences, San Diego State University, (c) 1993 by Vernor Vinge.
  21. ^ Call for debate on killer robots, Jason Palmer. BBC News, August 3, 2009.
  22. ^ Robot three-way portends autonomous future, By David Axe wired.com, August 13, 2009.
  23. ^ New Navy-funded Report Warns of War Robots Going "Terminator" 页面存档备份,存于互联网档案馆, by Jason Mick (Blog), dailytech.com, February 17, 2009.
  24. ^ Navy report warns of robot uprising, suggests a strong moral compass, by Joseph L. Flatley engadget.com, February 18, 2009.
  25. ^ New role for robot warriors;[失效链接] Drones are just part of a bid to automate combat. Can virtual ethics make machines decisionmakers?, by Gregory M. Lamb, The Christian Science Monitor, February 17, 2010.
  26. ^ Yan. Foxconn to replace workers with 1 million robots in 3 years. Xinhua News Agency. 30 July 2011 [4 August 2011]. 
  27. ^ 27.0 27.1 Burke, Myles. Transformers take Japanese robotshow by storm. The Daily Telegraph. 2009-11-25 [2010-01-18]. 

参考文献

外部链接

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