机器人技术简史–从开始到现在

从机器人的起步到现在的可能性。

机器人是科幻文学中不可或缺的一部分,已经在很大程度上决定了我们的生活。未来机器人将在生活的各个领域发挥重要作用,这是毋庸置疑的。但这个想法有多远,虚构和现实有多远,机器人到底是什么?

未来主义的自动驾驶车辆,从A地到B地的高速行驶,或具有人类特征的人形机器,为人类服务或与人类敌对。这些都是任何一部好的科幻小说的成分。文学和电影史上知道很多著名的机器人,如《星球大战》传奇中的R2D2或C3PO,《终结者》中的T-800,电影《5号生命》中的Johnny 5,《我,机器人》中的Sonny,《未来战士》系列中的Bender或可爱的机器人WALL-E。
现在,科技已经将很多以前被认为是纯科幻的东西带入了可能的领域,但我们到底离这些想法有多近?目前的科技状况与早期幻想家的未来主义思想有多大差距?

机器人的历史

即使在古希腊,人们也对 “活的 “或独立移动的机械构造的想法很关注。有些故事来自神话领域,比如铁巨人塔洛斯,他是由匠神赫菲斯托斯锻造的,用来守护克里特岛。但也有相当真实的机器或自动机的方法,例如归于希腊数学家亚历山大的赫伦的自动装置的计划。阿拉伯学者甚至达芬奇也画出了独立移动的机器,甚至画出了类似骑士盔甲的人形机械构造图,因此可以认为是最早的机器人图纸。

自主机器的发展目标始终是将人类从繁琐、单调或危险的工作中解救出来。第一台全自动设备是法国人雅克-德-沃坎松发明的可编程织机。手工编织是一项很统一但很耗费体力的活动。随着技术的进步,早期的机器人技术因军事考虑而变得有趣。然而,要想生产出自动化的自主机器,技术还需要一段时间。

科幻小说和机器人技术

在此之前,拥有类似人类能力的自主机器生命的想法还停留在幻想的领域。众多作者都在论述这种乌托邦思想。其中有儒勒-凡尔纳,也有捷克作家卡雷尔-恰佩克,他在自己的戏剧R.U.R.(Rossum’s Universal Robots)中创造了 “机器人 “一词,他从捷克语 “机器人 “一词中衍生出工作/强迫劳动的意思。人为的、受压迫的机器生物群起而反抗人类的文学主题也首次出现。

然而,关于机器人这一主题,最重要的科幻作家是艾萨克-阿西莫夫,他在一篇短篇小说中进一步普及了机器人一词,并首次建立了著名的机器人三定律。这三条规则至今仍在机器人技术的许多场合被讨论,具体如下。(资料来源: Isaac Asimov’s “Three Laws of Robotics”)

  1. 机器人不得伤害人类,也不得通过不作为使人类受到伤害。
  2. 机器人必须服从人类给它的命令–除非这种命令与规则一相冲突。
  3. 机器人必须保护自己的存在,只要这种保护不与规则一或规则二冲突。

即使科幻文学没有真正提到技术上的可能性,它也决定性地塑造了人们对机器人的观念。

“机器人 “一词

这也就引出了一个问题,那就是当我们使用 “机器人 “这个词时,我们到底在说什么。如果我们假设机器指的是一种驱动的、由人控制的、执行特定任务的工具,那么自动机就是一种可以独立完成非常特定任务的机器。机器人不同于自动机,它是可编程的,可以独立完成许多不同的任务,包括对来自物理世界的印象做出反应。

机械工程、计算机科学和电气工程

机器人学则是一门关于机器人的科学,结合了机械工程、计算机科学和电子工程的元素,即机器人的机械和电子结构,以及控制机器人的软件,使其对环境中的刺激做出反应。人工智能和神经网络的巨大进步令人难以置信地扩大了控制机器人的可能性,学习情境中的行动模式(如缓慢行驶或在附近有人时停车)和对特定传感器输入的反应(如来自人类声音的命令)已经成为可能。对于未来的机器人技术来说,人工智能将是至关重要的,它开启了前所未有的应用可能性,但同时也带来了许多新的挑战。

机器人与社会

然而,与机器人主题相关的许多社会、伦理和法律问题也被提出。例如,是否允许机器人用于照顾老人和病人等繁重的护理任务,或者与机器人的控制软件/AI有关的价值问题(电影《我是机器人》中一个著名的例子是,在机器人的救援中,哪些人有优先权),但也有责任和安全问题,特别是与道路交通中的自动驾驶或数据保护的话题有关。

机器人类别

机器人可以进一步分为不同的类别,如移动和非移动机器人以及自主和遥控机器人,或者根据其推进类型或运动方式(无人机、轮式机器人、有两条或多条 “腿 “的机器人)。也可以根据目的、外观或交互程度进行区分,例如工业机器人、移动自主机器人、机器人、仿人机器人、医疗机器人、运输机器人、服务机器人……更多关于不同类型的机器人、它们的工作方式以及对未来的展望可以在文章的第二部分找到。

继续第2部分关于现代机器人技术的形式。

作者:Lena Sophie Franke

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