0.1 机器人的发展过程

其实人类很早就开始设计制造机器人了。

在长期的生产劳动和生活中，古代的人们很早就发明了一些简单的机械工具，如车轮、风车和水车等。但从这时起，人们就有了一种了解自身、重塑自身的强烈愿望，有不少科学家和杰出工匠制造出了机器人的雏形，它们具有简单的人类特点或动物特征。《列子》中记载，西周时期的能工巧匠偃师就制作出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的有机器人概念的文字资料。据《墨经》记载，我国著名的木匠鲁班曾制造过一只能飞的木鸟。《三国演义》中诸葛亮制造的木牛流马更是家喻户晓，木牛流马就明显具有机器人的功能和结构。

现在能看到的是1800年前东汉时代的著名科学家张衡发明的计里鼓车、指南车的复制品，这些发明都是具有机器人构想的装置。计里鼓车每行进500m，车上的木人击鼓一下，每行进5000m，击钟一下；而具有复杂轮系装置的指南车，若车上木人运动开始指向南方，则该车无论左转右转、上坡下坡，指向始终不变，可谓精巧绝伦。

图0.2是现在保留下来的最早的机器人，是瑞士纳切尔市艺术和历史博物馆里的写字玩偶，它制作于200多年前，是靠弹簧驱动、由凸轮控制的自动机器，现在还定期表演，供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。

但是，最早使用机器人一词的却是捷克作家卡雷尔·查培克，1920年在他的剧本《罗萨姆的万能机器人》中，使用了机器人（Robot）这个词。这个词的本义是苦力，即剧作家笔下的一个具有人的外表、特征和功能的机器，是一种人造的劳动力。他是根据Robota（捷克文，原意为“劳役、苦工”）和Robotnik（波兰文，原意为“工人”），创造出“Robot”这个词。

继查培克之后，机器人成为很多科幻电影、科幻小说的主人公。纽约世界交易会上放映了德国电影《大都市》，其中的Eleitro步行机器人和机器狗Spardo，首次映入人们的眼帘。电影《星球大战》中的C3P机器人，使人们进一步加深了机器人具有人类一样的外形、情感的这种看法。人们对机器人寄予很高的期望，而这些在当时的科学技术条件下是无法实现的。即使是现在，要造出具有类似人的智慧、感情的机器人，仍是科学家的梦想和追求。

进人20世纪后，机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持，一些实用化的机器人相继问世，1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”，并在1939年纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人，由电缆控制，装有无线电发报机，会说77个字，可以回答一些问题，甚至可以抽烟，不过离真正干活还差得远。但它让人们对机器人的憧憬变得更加具体。

20世纪50年代以后，美国橡树岭国家实验室开始研究能搬运核原料的遥控操纵机械手，如图0-3所示。

在此期间，一些实用化的机器人相继问世，1959年第一台工业机器人样机“圆坐标”在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。

当今机器人技术正逐渐向着具有行走能力、多种感觉能力，以及对作业环境的较强自适应能力的方面发展。美国贝尔科尔公司已成功地将神经网络装配在芯片上，其分析速度比普通计算机快千万倍，可更快、更好地完成语言识别、图像处理等工作。

目前，对全球机器人技术发展最有影响的国家应该是美国和日本。美国在机器人技术的综合研究水平上仍处于领先地位，而日本生产的机器人在数量、种类方面则居世界首位。机器人技术的发展推动了机器人学的建立，许多国家成立了机器人协会，美国、日本、英国、瑞典等国家设立了机器人学学位。

我国的机器人技术起步较晚，约于20世纪70年代末、80年代初开始。90年代中期，6000m以下深水作业机器人试验成功，以后的近10年中，在步行机器人、精密装配机器人、多自由度关节机器人等国际前沿领域的研制，逐步缩小了与世界先进水平的差距。