由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

AI报道 2019/07/14 12:55

智能机器人,是人类最渴望能够制造出来的机器朋友。然而,要制造出一台智能机器人并不容易,仅仅是让机器模拟人类的行走动作,科学家们就付出了数十上百年的努力。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

名为 robot 的机器人

1910年 ,捷克著名的科幻文学家、童话寓言家 Karel Capek 卡雷尔 · 恰佩克 在他的科幻剧本《万能机器人》中, 根据 Robota(捷克文,原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文,原意为“工人”),发明了机器人这个词 ,成为了我们今天所认识的 “robot”。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

话剧《万能机器人》和《我,机器人》电影情节相似。在剧中,罗萨姆公司生产的机器人不是纯金属制的,而是生化机器人,它们外表和人类无异,寿命 20年,刚出厂时由公司教导相关技能,此后日复一日从事繁重的工作,形同robota(奴隶)。“ 人道联盟 主席海伦娜,认为机器人也应该有 人权 ,在她的指点下,有一个机器人逐渐觉悟,对自己的被奴役非常不满,于是带头反抗人类,最后导致人类灭亡。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

超前的想象、富有思想深度的剧作令 Capek 声名鹊起。 1921年,《万能机器人》首演就 引起世界的轰动,仅纽约就连演了 184场 ,而此剧本也 成为世界科幻文学的经典 为后世人们制造 “机器人”提供了一个参考对象。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

发育: 开始 “具象化”的机器人—— Televox

20世纪20年代,西屋电气成功开发出全自动的变电站 ,为了进一步提高变电站的效能,西屋电气工程师 Wensley提出“ 是否能远程调用变电站系统 的想法,西屋电气于是开启了对常规操作方式的变革, 声控机器人 Televox(第一款实用机器人)就此应运而生。 也正是由于 Televox这个契机,西屋电气才开始发展机器人。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

富有商人嗅觉的 Wensley 意识的到这或许是一个商机。 Wensley深知不懂技术的观众丝毫不会对一个 只有电器和电线的盒子感兴趣,于是他决定对 Televox进行 改造包装,变成了人形 “机器人”Herbert Televox。Herbert Televox具有由墙板制成的粗糙的类人形体(头部、铰接的手臂和腿),身体的核心部分是Televox的控制单元 ,同时 Wensley为了纪念华盛顿的诞辰,给了它一张华盛顿的脸 ,这 神来之笔勾起了大众对于机器人的无限想象 令机器人开始 “具象化”。 而后西屋电气开始发展机器人业务。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

1939年 ,美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人 Elektro。Elektro由电缆控制,可以行走, 拥有 700个单词的词汇量,甚至可以抽烟 虽然只有简单的机器人系统 但它让人们对机器人的憧憬变得更加具体。 在纽约举办的世界博览会上 Elektro 上台就进行了有趣的自我介绍: “女士们,先生们,我很高兴站在这里和大家讲我的故事。我比较聪明,因为我的脑袋比你们的大,里面装有48个电气继电器(electrical relays)。”

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

诞生: 世界上第一台真正的机器人 —— 机器手臂

1915年 "人工智能之父"和框架理论的创立者Marvin Minsky(马文·明斯基) 在达特茅斯会议上提出了 智能机器 的定义 能够创建周围环境的抽象模型,如果遇到问题,能够从抽象模型中寻找解决方法 ”, 从而影响后来的智能机器人的研究方向。并于 1956年和麦卡锡(J.McCarthy)一起提出“ 人工智能 概念, 赋予机器人以 “智能”。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

1954年是机器人技术发展史上的一个重要里程碑。 这一年,麻省理工学院的工程师 George Devol (乔治 · 德沃尔)制造出 世界上第一台可编程的机器人(即世界上第一台真正的机器人) ,并正式向美国政府申请了专利。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

Devol 是机器人的发明者之一,作为一名自学成才的发明家,他极具动手能力。 1920年,Devol在电子公司工作, 并于 1930年代初创办了一家小公司,为电影研发录音技术。 然而这些经历没有让他有太多收获,因此他开始转向制作自动开门装置及机械控制装置。 Devol从科幻小说中获取灵感, 利用自己的知识经验捣鼓出了机械手臂,而 这机械手臂 是今天广泛运用的机器人的雏形。 虽然这个 “机器人”只是个 机器手臂,但它能够按照事先编制好的程序进行不同的工作,从 Minsky 的定义来看,这就是世界上第一台真正的机器人,其通用性和灵活性具有很强的使用价值,有力地促进了现代机器人事业的发展。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

1959年 Devol与美国发明家Joseph F·Engelberger (约瑟夫 ·英格伯格 )联手制造出 第一台工业机器人 ,随后成立了 世界上第一家机器人制造工厂 ——Unimation公司 。在这家公司中, Engelberger 负责对工业机器人进行研发和宣传,因此他也被称为 “工业机器人之父”。

到了 1983年,Engelberger将Unimation公司卖给了西屋公司,并创建了TRC公司,开始研制服务机器人。1988年,Engelberger的新公司开始销售护士助手(Helpmate)医疗机器人。依靠大量的传感器,护士助手能够在医院自由行动,协助护士提供送饭、送药和送信等服务, 乃《超能陆战队》中 “大白”的鼻祖。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

遍地开花的机器人热潮

到了20世纪60年代,机器人开始发展起来。 1962年 ,美国 AMF公司生产出“VERSTRAN”(万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人,并出口到世界各国, 掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮 这就是智能机器人的第一次热潮。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

1962年-1964年 间, 传感器的应用 提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器,包括 1961年恩斯特采用的 触觉传感器 ,托莫维奇和博尼 1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了 压力传感器 ,而麦卡锡 1963年则开始在机器人中加入 视觉传感系统 ,并在 1964年帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器 、能识别并定位积木的机器人系统。 1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过 声呐系统、光电管等装置, 根据环境校正自己的位置。 20世纪60年代中期开始,美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究 第二代带传感器、 “有感觉”的机器人,并向人工智能进发。

1968年 ,美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人 Shakey。Shakey带有视觉传感器,能根据人的指令发现并抓取积木,可以算是 世界第一台智能机器人,拉开了第三代机器人研发的序幕。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

走进家庭生活的机器人

1998年 ,丹麦乐高公司推出机器人( Mind-storms)套件,让机器人制造变得跟搭积木一样,相对简单又能任意拼装, 使机器人开始走入个人世界。 1999年 ,日本索尼公司推出犬型机器人爱宝( AIBO),当即销售一空,从此 娱乐机器人成为机器人迈进普通家庭的途径之一。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

2002年 ,美国 iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba,它能避开障碍,自动设计行进路线 ,还能在电量不足时,自动驶向充电座。 2006年,微软公司推出Microsoft Robotics Studio,机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显,比尔·盖茨预言,家用机器人很快将席卷全球。 此后,智能机器人进入快速发展阶段。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

2017年10月,在沙特利雅得举行的“未来投资计划”(Future Investment Initiative)大会上,沙特授予类人机器人索菲亚(Sophia)该国公民身份 ,这是 第一个拥有公民身份的机器人。 而拥有公民身份的 Sophia 也引发了人们对机器人 “权利”的热议,把智能机器人再次推到了人们的视野中,这时候的机器人已在多领域开花结果,如工业机器人、服务机器人、陪伴机器人、手术机器人、军用机器人等。 随着机器人所涵盖的内容越来越丰富,机器人的定义也不断充实和创新。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

人类的担忧

时至今日,随着机器人的发展,其越来越“智能”的机器人开始引发了人们的恐惧,如“人类被机器人抢了工作”“机器人有了自我意识后会伤害人类”等。

事实上,任何先进的机器设备都会提高劳动生产率和产品质量,创造出更多的社会财富,提供更多的就业机会。任何新事物的出现都有利有弊,只有当利大于弊时,新事物才能在人类发展的过程中存留下来,如同达尔文的进化论 “适者生存,不适者淘汰”一样 。英国一位著名的政治家针对关于工业机器人的这一问题说过这样一段话: “日本机器人的数量居世界首位,而失业人口最少,英国机器人数量在发达国家中最少,而失业人口居高不下” ,从侧面说明了机器人是不会抢人饭碗的。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

而对于“机器人有了自我意识后会伤害人类”的看法,机器人开发者表示“机器人有自我意识”是不存在的,因为机器人的输入是一组组可量化的“数据”,这些数据的人类赋予它们的能力,而非情感。

早在 1940年 ,科幻作家 Isaac.Asimov(阿西莫夫) 就提出了 “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 Asimov给机器人赋予的伦理性纲领 ,机器人学术界则一直 将这 三原则 作为 机器人开发的准则。

此外,由于机器人程序的“输入”与其背后的“操控者”意识息息相关,或存在歧视、不公平等现象出现,近年来关于智能机器人的伦理道德等问题开始突出。在今年的3月,斯坦福成立“以人为本”人工智能研究院(Stanford HAI),旨在推动人工智能研究、教育、政策和实践,以改善人类状况。 机器人的伦理道德问题被提上了人类发展的议程。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

各国机器人的发展

数据显示,目前世界上至少有48个国家在发展机器人,其中25个国家已涉足服务型机器人开发。在日本、北美和欧洲,迄今已有7种类型计40余款服务型机器人进入实验和半商业化应用。

美国

美国是机器人的诞生地,然而却不是机器人的王国。

20世纪60年代到70年代期间,美国的工业机器人主要立足于研究阶段,只是几所大学和少数公司开展了相关的研究工作。那时,美国政府并未把工业机器人列入重点发展项目, 且当时美国的失业率高达 6.65%,政府担心发展机器人会造成更多人失业,因此既未投入财政支持,也未组织研制机器人。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

70年代后期,美国政府和企业界虽对工业机器人的制造和应用认识有所改变,但仍将技术路线的重点放在研究机器人软件及军事、宇宙、海洋、核工程等特殊领域的高级机器人的开发上, 致使日本的工业机器人后来居上,并在工业生产的应用上及机器人制造业上很快超过了美国,产品在国际市场上形成了较强的竞争力。

即便如此,美国的机器人技术在国际上仍一直处于领先地位,其技术全面、先进,适应性十分强,在军用、医疗、家用服务机器人产业都占有绝对的优势,占服务机器人市场约 60%的份额。

日本

1967年日本成立了人工手研究会(现改名为仿生机构研究会),同年召开了日本首届机器人学术会。与此同时,十九世纪七十年代的日本正面临着严重的劳动力短缺,这个问题已成为制约其经济发展的一个主要问题。1967年日本川崎重工业公司首先从美国引进机器人及技术,建立生产厂房,并于1968年试制出第一台日本产unimate机器人。经过短暂的摇篮阶段,日本的工业机器人很快进入实用阶段,并由汽车业逐步扩大到其它制造业以及非制造业 大大缓解了市场劳动力严重短缺的社会矛盾。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

到了 1980年,工业机器人在日本普及 并得到了巨大发展,日本因此而获得了 “机器人王国”的 称号,而 1980年 也被日本称为 “机器人元年”。

1980年~1990年日本的工业机器人处于鼎盛时期,后来国际市场曾一度转向欧洲和北美,但日本经过短暂的低迷期又恢复其昔日的辉煌。1993年末,全世界安装的工业机器人有61万台,其中日本占60%,美国占8%,欧洲占17%,俄罗斯和东欧占12%。

韩国

韩国工业机器人产业起步较晚,但发展速度快得惊人,创造了亚洲机器人产业发展史上的一大奇迹。

韩国于20世纪80年代末开始大力发展工业机器人技术,在政府的资助和引导下,由现代重工集团牵头,到20世纪90年代末用了10年的时间形成自己的工业机器人体系,目前韩国的汽车工业大量应用本国的机器人。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

2003年,韩国将服务机器人技术列为未来国家发展的10大“发动机”产业,把服务机器人作为国家的一个新的经济增长点进行重点发展,对机器人技术给予了重点扶持。通过不断地努力,韩国近几年来已跻身机器人强国之列。

中国

中国的机器人起步于 70年代初,其发展过程大致可分为三个阶段:70年代的萌芽期;80年代的开发期;90年代的实用化期。而今经过20多年的发展已经初具规模。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

自2013年起,中国便连续5年成为全球最大机器人市场,是世界上除日韩外第三个具有完整产业链的国家,在工业机器人供销两端表现亮眼。2015年“中国制造2025”的颁布,2016年“十三五”规划纲要的出台,使得高端制造行业真正进入资本视线。

德国

德国向来以严谨认真称世,其机器人的研究和应用方面在世界上处于公认的领先地位,拥有极高的机器人自动化应用水平。随着德国工业迈向以智能生产为代表的 “工业4.0”时代,德国企业对工业机器人的需求在继续增加。德国的KUKA Roboter Gmbh公司是世界上几家顶级工业机器人制造商之一。

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

发展到现在,全球机器人市场正成为各路资本和企业 “抢滩”的风口。 2018世界机器人大会公布 的数据, 2018年全球机器人市场规模达到 298.2亿美元 其中 ,工业机器人为 168.2亿美元,服务机器人为92.5亿美元,特种机器人为37.5亿美元。 在庞大的市场需求下,各国 纷纷将其列为 国家重要的战略布局 ,如美国的 “机器人发展路线图”、日本 “机器人革命”战略 ,以及我国的 “中国制造2025”战略等。

过去,人们将机器人看作是一种技术和产品,而现在,有些人把机器人完全被看做是一种“新物种”。 如何利用好这个“新物种”辅助人类更好的生活,这个课题必将贯穿机器人的发展史。

图片来源于网络,侵删

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

干货获取方式

Step 1:长按下方二维码,添加微信公众号“AI报道「AI-Reporting」”

Step 2:回复【2】免费获取 完整数据分析资料「包括SPSSSASSQLEXCELProject!」

想更及时获取AI资讯和干货,不妨“星标”我们吧!

新知图谱, 由想象到现实,机器人花了半个世纪的时间

AI报道
+ 关注

更多新知