相信許多人在聽(tīng)到機(jī)器人這三個(gè)字時(shí)，會(huì)聯(lián)想到“高級(jí)”、“炫酷”、“變形金剛”、“強(qiáng)大”，還有一些人會(huì)聯(lián)想到科幻電影中的“終結(jié)者”，他們將與我們?nèi)祟?lèi)共處。但是，真實(shí)的機(jī)器人真的能做到嗎？

    機(jī)器人是什么？

    機(jī)器人Robot一詞在英語(yǔ)中來(lái)源于捷克語(yǔ)中的robota一詞，通常被翻譯為強(qiáng)迫勞工。對(duì)大多數(shù)機(jī)器人的描述都非常恰當(dāng)。全世界的機(jī)器人大多數(shù)都是用來(lái)進(jìn)行繁重的重復(fù)生產(chǎn)工作。他們承擔(dān)了對(duì)人類(lèi)來(lái)說(shuō)非常困難，危險(xiǎn)或者無(wú)聊的任務(wù)。

    機(jī)器人的組成部分

    在最基本的層面上，一個(gè)典型的機(jī)器人有一套可移動(dòng)的身體結(jié)構(gòu)，一臺(tái)類(lèi)似發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)備，一套感應(yīng)系統(tǒng)，一個(gè)電源，以及一個(gè)電腦“大腦”，用來(lái)控制所有這些。實(shí)際上，機(jī)器人就是由人創(chuàng)造的“動(dòng)物”，它是一種機(jī)器，模擬人和動(dòng)物的行為。

    它的定義范圍很廣，大到工業(yè)機(jī)器人在工廠服務(wù)，小到家庭清潔機(jī)器人。根據(jù)目前最廣泛的定義，如果某物被很多人視為機(jī)器人，那它就是機(jī)器人。很多機(jī)器人學(xué)專(zhuān)家使用了一個(gè)更精確的定義。它們規(guī)定，機(jī)器人應(yīng)該有一個(gè)可以重新編程的大腦，可以移動(dòng)身體。

    機(jī)械人不同于其他可移動(dòng)機(jī)器的地方在于他們的電腦元素。很多新款汽車(chē)都有一個(gè)車(chē)載電腦，但是僅僅是用來(lái)做一些小的調(diào)整。駕駛者通過(guò)各種機(jī)械裝置直接控制汽車(chē)的大部分部件。在物理特性上，機(jī)器人不同于一般的電腦，它們分別連接著身體，而一般的電腦卻不一樣。

    機(jī)器是如何工作的。

    現(xiàn)在，工業(yè)中機(jī)器人主要是用來(lái)代替人工去重復(fù)完成完全相同的工作。舉例來(lái)說(shuō)，某個(gè)機(jī)器人可能負(fù)責(zé)在流水線上將花生醬罐子蓋上。為教授機(jī)器人如何完成工作，程序員將使用一個(gè)手持式控制器來(lái)指導(dǎo)機(jī)器手臂完成整個(gè)動(dòng)作。該機(jī)器人能精確地將動(dòng)作序列存儲(chǔ)在記憶中，此后無(wú)論何時(shí)新的罐子從裝配箱上傳送過(guò)來(lái)，機(jī)器人都會(huì)重復(fù)進(jìn)行這些動(dòng)作。

    機(jī)械臂最常用的制造類(lèi)型。

    一個(gè)典型的機(jī)械臂由7個(gè)金屬部件組成，并由6個(gè)接頭連接在一起。為了控制機(jī)器人，電腦會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng)每一個(gè)連接每一個(gè)關(guān)節(jié)的電機(jī)。不同于一般的電機(jī)，步進(jìn)式電機(jī)以遞增的方式精確地運(yùn)動(dòng)。這樣，電腦就能精確地移動(dòng)機(jī)械手臂，使其不斷重復(fù)同樣的動(dòng)作。機(jī)器人使用運(yùn)動(dòng)感應(yīng)器，以確保自己在正確的數(shù)量上移動(dòng)。

    由于機(jī)械臂僅在有限的范圍內(nèi)工作，因此其制造和編程難度相對(duì)較低。假如你把機(jī)器人送到廣袤的外界，事情就變得有點(diǎn)復(fù)雜了。

    最大的難題就是給機(jī)器人提供一個(gè)可行的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)。假如機(jī)器人只需平地移動(dòng)，車(chē)輪和軌道通常是最佳選擇。在車(chē)輪和軌道足夠?qū)挼那闆r下，它們也能適應(yīng)更崎嶇的地形。但機(jī)器人的設(shè)計(jì)者傾向于使用類(lèi)似于腿的結(jié)構(gòu)，因?yàn)樗鼈兏哌m應(yīng)性。制作腿形機(jī)器人也有助于研究人員了解自然運(yùn)動(dòng)學(xué)，這在生物學(xué)研究領(lǐng)域是一種有益的實(shí)踐。

    家庭自制機(jī)器人

    家用機(jī)器人作為一種亞文化，正迅速發(fā)展，并在互聯(lián)網(wǎng)上產(chǎn)生巨大影響。愛(ài)好者們使用各種商業(yè)機(jī)器人工具，郵購(gòu)零件，玩具，甚至老式錄像機(jī)來(lái)組裝他們自己的作品。

    就像職業(yè)機(jī)器人一樣，家庭自制的機(jī)器人種類(lèi)繁多。機(jī)器人愛(ài)好者們有的要到周末才能上班，有的則自己制作出非常精巧的行走機(jī)器；還有一些人為自己設(shè)計(jì)家庭機(jī)器人，也有一些人對(duì)運(yùn)動(dòng)機(jī)器人很有興趣。對(duì)于競(jìng)技性的機(jī)器人來(lái)說(shuō)，人們最熟悉的就是遙控機(jī)器人戰(zhàn)士，正如你在戰(zhàn)斗機(jī)器人上看到的那樣。這兩臺(tái)機(jī)器不算“真正的機(jī)器人”，因?yàn)樗麄儧](méi)有可以重新編程的大腦。他們只是增強(qiáng)了的遙控汽車(chē)。

    人工智能

    AI(AI)無(wú)疑是機(jī)器人學(xué)中最激動(dòng)人心的領(lǐng)域，毫無(wú)疑問(wèn)，也是最具爭(zhēng)議的：所有人都認(rèn)為，機(jī)器人能在流水線上工作，但是，關(guān)于它是否能擁有智能，大家意見(jiàn)不一。

    正如術(shù)語(yǔ)“機(jī)器人”本身，你同樣難以給“人工智能”下定義。最終的人工智能是再現(xiàn)人類(lèi)的思維過(guò)程，也就是用人類(lèi)的智慧制造一臺(tái)人工機(jī)器。AI包含了學(xué)習(xí)任何知識(shí)的能力，推理能力，語(yǔ)言能力，以及形成自己觀點(diǎn)的能力。當(dāng)前，機(jī)器人專(zhuān)家還遠(yuǎn)沒(méi)有達(dá)到人工智能的水平，但是他們已經(jīng)在有限的人工智能領(lǐng)域取得了巨大的進(jìn)步。現(xiàn)在有了人工智能的機(jī)器，它們已經(jīng)能夠模仿一些特殊的智能元素。

    AI真正的難題是要了解自然智能是如何工作的。與制造人造心臟不同，人工智能的發(fā)展在科學(xué)家手中還沒(méi)有一個(gè)簡(jiǎn)單而具體的模型可供參考。大腦里有上百億個(gè)神經(jīng)元，我們的思維和學(xué)習(xí)都是通過(guò)不同神經(jīng)元間的電子連接來(lái)實(shí)現(xiàn)的。但我們不知道這些連接是如何實(shí)現(xiàn)高級(jí)推理的，甚至不了解低層操作的實(shí)現(xiàn)原理。人腦神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)看起來(lái)非常復(fù)雜。

    不管怎樣，機(jī)器人將在我們未來(lái)的日常生活中扮演重要角色。今后幾十年中，機(jī)器人將逐步超越工業(yè)和科學(xué)，進(jìn)入日常生活，就像計(jì)算機(jī)在20世紀(jì)80年代開(kāi)始向家庭普及一樣。