机器人概述

机器人起源和发展

1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”（Android），它由4部分组成。生命系统： 平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情和调节运动等；造型解质：关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲；人造肌肉：在上述盔甲上有肉体、静脉和性别等身体的各种形态；人造皮肤：含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿和手爪等。

1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语Robota写成了Robot。Robota是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，在社会上引起了广泛的关注，被当成了机器人一词的起源。如下图所示，是各种类型的机器人。

机器人的发展经历了如下几个阶段：

（1）东汉、张衡发明的指南车。

（2）1768-1774，瑞士钟表匠德罗斯制作的木偶机器人。

（3）1920捷克剧作家卡佩克首次提出Robota一词。

（4）1950美国科幻作家阿西莫夫，提出机器人三定律。

（5）1954美国人乔治·德沃尔设计了第一台关节式示教再现型作业机械手，于1961年发表了该项专利。

（6）1962美国通用汽车公司（GM）公司使用全球第一台机器人Unimate，这标志着第一代工业机器人的诞生。

机器人三原则

为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫于1940年提出了“机器人三原则”：

①机器人不应伤害人类。

②机器人应遵守人类的命令，与第一条相违背的命令除外。

③机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。

这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。

机器人的定义

1987年国际标准化组织（ISO）对工业机器人的定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机”。

美国机器人协会（RIA）定义：一种用于移动各种材料、零件、工具或专用装置的，通过程序动作来执行各种任务，并具有编程能力的多功能操作机（Manipulator）。

在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就提出了两个有代表性的定义。

一个定义是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、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。” 从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。

另一个定义是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人：

（1）具有脑、手、脚等三要素的个体。

（2）具有非接触传感器（用眼、耳接收远方信息）和接触传感器。

（3）具有平衡觉和固有觉的传感器。

我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。”