機械人發展史：從科幻到現實，12個關鍵時刻

機器人歷史上的12個關鍵時刻，從艾薩克·阿西莫夫到自駕車

在科技的發展歷程中，機器人無疑是最引人入勝的領域之一。人類對於能夠像我們一樣行走和交談的機器的想像，早已在科幻作品中存在了幾十年。然而，現實中的機器人往往只是一些無法思考的機械臂，專注於單調重複的工廠工作。但近年來，人工智能（AI）和機器硬件的重大突破，使得我們所想像的智能人形機器人逐漸變得可行。

以下是促成機器人發展的12個重要里程碑。

1921年 — “機器人”一詞的發明

自古以來，人們就已經開始幻想人工人類的可能性，從猶太民間傳說中的泥土巨人到希臘神赫淮斯托斯的機械僕人。歷史上也有許多複雜的自動裝置，旨在以其生動的動作驚艷觀眾。然而，”機器人”這個詞最早是由捷克作家卡雷爾·恰佩克在其1921年的劇作《R.U.R.》（全名為《羅蘇姆的普羅米修斯》）中引入的。該詞源自捷克語的”robota”，意指強迫勞動，劇中描繪了由合成有機物製成的人工工人反抗人類主人，這一敘事在後來的許多作品中均有所回響。

1942年 — 艾薩克·阿西莫夫的三大機器人法則

機器人成為科幻小說中的熱門主題，著名作家艾薩克·阿西莫夫在其多部作品中將其重點呈現。他的作品主要探討這些人工人類如何與人類社會互動。在他1942年的短篇小說《回程》中，他提出了三大機器人法則，這些法則設計用以規範他虛構宇宙中的所有機器人運作。第一法則禁止機器人傷害人類；第二法則要求機器人服從人類命令，除非會違反第一法則；第三法則則要求機器人保護自己，只要不與前兩法則相抵觸。儘管這些法則完全是虛構的，但它們對於AI和機器人倫理框架的發展產生了重要影響。

1961年 — 第一台工業機器人

科幻中的理念不久便在現實世界中落地。1950年代初，連續發明家喬治·德沃爾開始研發一款可以在工廠中執行重複性任務的機械臂。他與企業家約瑟夫·恩格爾伯格合作成立了世界上第一家機器人公司Unimation，並於1961年將其Unimate機器人投入通用汽車在新澤西的組裝線工作。這款液壓驅動的機械臂擁有五個自由度，這使得它可以在五個不同的方向上移動或旋轉。使用者需要親自將臂部移動到不同的位置，來教會它所需的動作序列，這些序列然後被記錄在一種稱為鼓形記憶的磁存儲設備中。

1966年 — 世界第一台智能移動機器人

至1960年代中期，儘管機器人在機械能力上取得了重大進展，但它們仍然是需要手動編程的愚蠢機器。1966年，斯坦福研究所的研究人員開始研發一款配備攝像頭和觸控感應器的輪式機器人，能夠對其行動進行推理、制定計劃並導航現實世界。它可以自動在多個房間之間移動，避開障礙物、開門、按燈開關和推動箱子。這款名為“Shakey”的機器人引起了媒體的廣泛關注，1970年《生活》雜誌甚至稱其為“第一個電子人”。這款機器人的一大進步在於其分層軟件架構，使其能夠通過任務進行推理，這一點在隨後的許多機器人中得到了應用。

1969年 — 斯坦福臂誕生新產業

雖然Unimate是第一台投入生產的機器臂，但斯坦福臂則成為新興工業機器人產業的藍圖。這款由維克多·謝因曼於1969年在斯坦福人工智能實驗室設計的六自由度機械臂，採用電力驅動並由計算機控制。在隨後的幾年中，謝因曼在斯坦福和麻省理工學院不斷製作出越來越精密的機械臂，並於1974年成立公司Vicarm Inc.以商業化他的成果。他最終於1977年將設計出售給Unimation，該公司在1978年推出了可編程通用組裝機器（PUMA）機器人，第一位客戶是通用汽車，並用於組裝汽車子部件。

1970年 — 第一台機器人探測車登陸月球

機器人的誕生與另一個重大技術飛躍——太空時代的來臨相重疊。科學家們意識到，能夠遠程控制或自主運行的機器將是探索太陽系的強大工具。1970年，蘇聯將世界第一台機器人探測車Lunokhod 1登陸月球。該探測車形狀如浴缸，配備八個獨立驅動的輪子，能夠通過天線和四個攝像頭的回傳信號從地球進行遠程控制。這款太陽能驅動的車輛運行了近一年，約是設計壽命的三倍，行駛了6.5英里（約10.5公里），並使用可伸縮的探頭對月球土壤的機械性質進行了超過500次測試。

1990年 — 羅德尼·布魯克斯重寫AI於機器人學中的應用

到了1980年代，能夠在控制環境中執行重複性任務的工業機器人已經變得司空見慣，但創造更靈活和自主的機器的努力卻陷入困境。澳大利亞機器人學家羅德尼·布魯克斯認為，這一停滯是因為研究者們採取了自上而下的方法，專注於賦予機器抽象推理能力和構建複雜的數學系統來表徵周圍的世界。相反，他從自然中尋找靈感，專注於感知和行動之間的反饋循環，這使得動物能夠表現出複雜的行為。他在1990年發表的論文《大象不會下棋》中展示了，通過這種自下而上的方法，結合多個簡單的行為模塊，可以解決超越當時機器人的挑戰。

1996年 — 本田推出首款行走的人形機器人

儘管機器人技術取得了顯著進展，但大多數機器仍距離科幻作品中的機械人類相去甚遠。1996年，本田推出了P2機器人，這是首款能夠獨立用兩條腿行走的人形機器人。該公司自1980年代末便開始研究雙足行走的問題，試圖模仿人類的步態。P2及其後繼機型P3和P4的研究最終促成了本田在2000年首次展示的標誌性人形機器人ASIMO，該機器人為未來的人形機器人樹立了標準。

2000年 — 達芬奇手術機器人獲得FDA批准

雖然大多數商業機器人公司專注於設計能夠替代工廠體力勞動的機器，但直觀外科公司選擇專注於微創手術的精細過程。他們建造了一款四臂的機器手術系統達芬奇，能夠由外科醫生遠程控制。這些手臂能夠握住手術器械，如手術刀、鉗子和剪刀，並使外科醫生能夠進行超精確的動作。該設備於2000年獲得美國食品和藥物管理局（FDA）的批准，並已在超過1400萬個手術中使用。

2010年 — 谷歌推出自駕車項目

多年來，對自動駕駛車輛的實驗已經屢見不鮮，但首家投入重資於此理念的公司是谷歌。該公司於2009年開始開發自駕車，並在公路上行駛了超過140,000英里，於2010年10月正式宣布該項目。早期的實驗是在一輛改裝的豐田普銳斯上進行，駕駛座上有安全駕駛員。但在2015年，該公司在一輛無需方向盤或踏板的專用車輛上進行了首次完全自動駕駛的公共道路行駛。經過重新品牌化為Waymo後，該公司於2017年在亞利桑那州的菲尼克斯啟動了首個無人駕駛出租車服務的公共試驗。

2012年 — DARPA機器人挑戰賽的啟動

促進智能人形機器人近期突破的主要催化劑之一是DARPA機器人挑戰賽。該挑戰賽於2012年由美國國防高級研究計劃局啟動，挑戰團隊開發能夠在模擬災難區域執行複雜任務的半自主機器人。這些機器人被要求在瓦礫上行走、爬梯子、關閉漏水閥門，甚至駕駛公用車輛。決賽於2015年舉行。儘管一些團隊使用自己的機器人，但有六個團隊使用了波士頓動力公司製作的人形Atlas機器人。該公司在比賽結束後繼續開發這款機器人，展示了越來越先進的能力，如戶外奔跑、跳躍和挑戰跑酷路線。

2020年 — 第一台雙足機器人上市

初創公司Agility Robotics成為第一家推出商業雙足機器人的公司，將兩台Digit模型售予福特。儘管由於其“向後”腿部設計，這款機器人更像是鳥而非人類，但其大小和形狀接近小型人類，旨在協助倉庫和其他工業環境的工作。此舉標誌著商業人形機器人市場的興起，隨後特斯拉、Figure和1X等多家公司也相繼推出自己的產品。成本也在迅速下降——今年早些時候，中國公司Unitree推出的G1人形機器人，售價僅為16,000美元。

這12個里程碑不僅展示了機器人技術的演變，也反映了我們對於未來的想像。隨著科技的進步，機器人將不再僅僅是工廠的工具，而是可能成為我們生活中不可或缺的一部分。人們對於機器人倫理、法律和社會影響的討論也將愈加重要。我們需要思考，當機器人成為日常生活的一部分時，我們的社會將會發生怎樣的變化？而這些改變又會如何影響人類的身份和角色？

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