2015年全球有多達163萬臺工業機器人在執行，並且這一數字每年都在穩步增長。機器人最早可以追溯到古希臘，中國在周穆王時期就有跳舞機器人的傳說。一文看懂機器人的歷史。
幾個世紀以來，機器人一直迷戀人類的思想：從古代石人的故事到現代科幻小說，無一不是。
雖然“機器人”(robot)一詞在1921年才由Karel Čapek正式引入，但人類早在公元前4世紀就致力於建立自動機器。
今天，機器人廣泛應用於各種行業。根據國際機器人聯合會的統計，2015年全球有多達163萬臺工業機器人在執行，並且這一數字每年都在穩步增長。
以下是機器人技術從公元前400年的早期想象發展成為現在全球重要資源的簡要歷史。
古代的機器人：Archytas的鴿子，Ctesibius的Clepsydra
機器人最早可以追溯到古希臘。 亞里士多德是最早考慮自動化工具以及這些工具如何影響整個社會的偉大思想家之一。
在公元前400年，第一臺自動機器是由Tarentum的Archytas設計的，他今天被認為是數學力學之父。 Archytas的鴿子是一款蒸汽動力自動飛行器。
它的木質結構是根據鴿子的解剖結構設計的，裡面裝有一個密封的鍋爐，用於生產蒸汽。蒸汽的壓力最終會超過結構的阻力，使得機器鳥可以飛行。
在公元前250年，Ctesibius創造了一個漏壺(clepsydra)或叫水鍾，它有許多精密的自動裝置。儘管世界各地的水鍾已經使用了幾個世紀，但正是在這段時間裡，希臘和羅馬的發明家開始更新鐘錶的基本設計，如鍾、鑼和移動的小雕像等。
clepsydra
Ctesibius的設計允許將指標觸碰到響亮的鑼上，這就誕生了第一個鬧鐘，併成為早期自動機設計的一個例子。
不只是那些正在嘗試機器人技術的古希臘人和羅馬人。有關中國古代自動機的記載也很多，就像公元前3世紀《列子》中的一段話，描述了一個為周穆王表演唱歌和歌舞的機器人。
為周穆王跳舞的機器人
根據文字記載，這個機器人是由一位名叫Yen Shih(偃師)的發明家用木材和皮革製造的。
11世紀到15世紀：人形機器人和達芬奇的騎士
自主技術的發展一直持續到11世紀以及世界各地。這一時期最重要的發明家之一是Ismail al-Jazari，他是伊斯蘭教黃金時代的工程師和數學家。 Al Jazari被認為創造分段齒輪，並被許多人認為是機器人之父。他的許多機器人作品都是由水驅動的，包括從自動門到可以續杯的人形自主女服務員。
在達芬奇的後期工作中，受Al Jazari的影響尤其明顯。在1495年，這位義大利著名藝術家和畫家設計了一個自主騎士，其中設有一系列滑輪和齒輪，使其能夠移動其胳膊和下巴，還能坐起來。
達芬奇自己對人體解剖學的研究應用到人形機器人上，達芬奇的金主米蘭公爵Lodovico Sforza將其用作聚會的娛樂物件。
16世紀到18世紀：飛行機器人和音樂機器人
主要為娛樂目的而設計的機器人在16世紀和18世紀之間變得更加流行。儘管這些機器人是為娛樂而設計的，但重要的是不要輕率地對待它們的設計。這些裝置中使用的許多技術為後來更復雜的機器人鋪平了道路。
鷹
其中一種是由德國數學家Johannes Müllervon Königsberg(又名Regiomontanus)所製造的。除了在1530年代的某個時候，大家知道它是由木頭和鐵製成的，目前還沒有人知道它是如何製造的。
1708年，作家John Wilkins寫了一篇關於“機器鷹”的文章，聲稱它是飛向普魯士皇帝，並返回Regiomontanus。
Regiomontanus也被認為創造了一種能夠飛行的機器人。
這一時期另一個關鍵人物是Jacques de Vaucanson。1737年，Vaucanson創作了長笛演奏者，這是一個真人大小的類人機器人，可以演奏長笛上的12首不同的歌曲。該機器人使用一系列波紋管“呼吸”，並有一個移動的嘴和舌，可以改變氣流，使其能夠演奏樂器。
Vaucanson創作的長笛演奏者、覓食鴨子和錘鼓者
然而，Vaucanson最令人難忘的成就是他的覓食鴨(Digesting Duck)。這隻鴨子之所以引人注目，是因為它不僅能吃，還能拉(下蛋)，而且它也常常被認為是利用橡皮管的第一個裝置。
Digesting Duck
十九世紀：棋類機器人和早期的語言實驗
19世紀，自動機器人成為旅遊景點和某種怪異的東西，它讓全世界的觀眾著迷和鼓舞。
當時流行的一種機器人是棋類機器人。這些作品中最有名的是The Turk，由Wolfgang von Kempelen在十七世紀七十年代建造，並且在1854年巡迴展出。雖然它看起來好像是機器人可以下棋，但這臺裝置被曝光是一個由藏在盒子裡的棋手操縱的騙局。
1845年，刊載於“倫敦新聞報”上的The Turk插圖
儘管The Turk是個騙局，但它的中心思想為真正的國際象棋機器人提供了靈感，它們將在20世紀初登上歷史舞臺。
然而，19世紀的另一臺非凡的機器不是騙局——“Euphonia”。它是一種會說話的機器人，它是透過一種早期的文字到語音技術進行操作的。Euphonia是由奧地利數學家和發明家oseph Faber創造的。
Euphonia
這臺機器的特點是，有一個與鍵盤相連的人形女性臉，面部的嘴唇、下巴和舌頭可以被控制。一根風箱和一根象牙白的蘆葦提供了機器的聲音，音調和口音可以透過鼻子上的螺絲來改變。
這臺機器是Faber 25年工作的巔峰，並於1846年首次向觀眾展示。可悲的是，維多利亞時代的觀眾對這部機器茫然的眼神和毛骨悚然的聲音感到不安，隨後這臺機器就被遺忘。
20世紀早期：El Ajedrecista, Eric和Gakutensoku
當The Turk被揭露為騙子的時候，20世紀初，第一個真正的象棋機器人誕生了。在1912年由Leonardo Torres y Quevedo建造的El Ajedrecista(直接翻譯為“棋手”)是第一個真正的國際象棋機器人，它被一些人認為是影片遊戲的先驅。
El Ajedrecista
該裝置能夠和人對弈，透過電路和一個磁鐵系統來移動棋子。它在1914年的巴黎世界博覽會上首次亮相，引起了極大的轟動和讚譽。
1928年，英國第一個機器人Eric問世。Eric是由工程師和一位一戰老兵共同創造的，它由兩個人操作，可以移動頭部和手臂，並透過無線電訊號進行通話。它的動作由一系列齒輪、繩索和滑輪控制，據報導，機器人能從嘴裡噴出火花。
Eric
作為向Karel Čapek在1921年創作的劇作Rossumovi Univerzalni Roboti致敬，字母R.U.R.被刻到了Eric的胸部。
第二年，日本第一個機器人Gakutensoku首次亮相。Gakutensoku由生物學家Nishimura於1929年建造，身高超過7英尺(2.1米)，可以透過齒輪和彈簧的運動來改變面部表情。
Gakutensoku
然而，Gakutensoku最偉大的成就是它書寫漢字的能力。不幸的是，這個機器人在德國巡演時失蹤了。
20世紀40年代：Asimov機器人定律和第一個人工神經網路
20世紀20年代，“robot”一詞被引入，但直到Isaac Asimov在1942年的短篇小說Runaround問世後，才出現了“robotics”這個詞。
Isaac Asimov
機器人三定律
在小說中，Asimov列出了他著名的——機器人不能傷害人類，他們必須服從人類的命令，而且他們必須保護自己免受威脅，前提是他們的自我保護不會違反前兩項法律。儘管這些定律是虛構的，但這些定律為許多圍繞機器人和自主技術的倫理問題提供了基礎，時至今日仍被提及。
第一個人工神經網路
20世紀40年代也出現了。1943年，Warren McCulloch 和 Walter Pitts建立了一個使用電路的基本神經網路，以更好地理解神經元是如何在大腦中運作的。由於使用了人工神經網路，他們的實驗為第一個能夠顯示覆雜行為的自主機器人鋪平了道路。
在1948年和1949年，William Grey Walter創造了兩個這樣的機器人——Elmer 和 Elsie。
這兩個暱稱為“烏龜”的機器人可以對光線做出反應，並在電池電量不足的情況下，引導自己到充電站。
20世紀50年代：圖靈測試和Unimate
機器人歷史上的另一個里程碑時刻發生在1950年，當時阿蘭·圖靈概述了他對機器人工智慧的測試。圖靈測試已經成為人工智慧的基準，因為它可以測量機器的智慧與人類的智慧相同還是無法區分的程度。以最簡單的形式，測試的目的是確定機器是否可以思考。他的工作為1956年達特茅斯學院建立人工智慧提供了必要的框架。
阿蘭·圖靈
20世紀50年代還出現了第一個工業機器人——Unimate。Unimate的專利是由George Devol在1954年提出的，它的特點是一個機械手臂能夠運送壓鑄件並將其焊接到位。
Unimate
這種革命性的裝置將永遠改變製造業的面貌。
20世紀60年代：工業機器人革命
1961年Devol獲得Unimate專利後，機器人在工業環境中的應用進展迅速。同年，通用汽車公司在其位於新澤西州的裝配線上安裝了Unimate。通用汽車在Unimate上獲得成功後，於1966年進入全面生產。
20世紀60年代，Devol的機器人工業部門的核心理念出現了許多創新和擴充套件。1968年，麻省理工學院人工智慧實驗室的聯合創始人Marvin Minsky發明了一種“觸手臂”——一個由液壓裝置驅動的12節機械手臂，可以透過操縱桿進行控制。Minsky的機器人觸手臂很容易就能繞過障礙物。他的研究為今天出現的許多軟機器人技術創新鋪平了道路。
1969年，Victor Scheinman發明了史丹佛機械臂，這是一個機器人手臂，被認為是最早由電腦控制的機器人之一。
史丹佛機械臂
這是一個巨大的突破，就像當時用磁鼓操作Unimate一樣。它包含六個關節點，完全由史丹佛大學人工智慧實驗室完成。雖然主要用於教育目的，但史丹佛手臂標誌著可透過計算機控制的工業機器的重大突破。
20世紀70年代：WABOT-1、工業創新和太空機器人
20世紀70年代初，世界上第一個全面擬人化機器人——WABOT-1問世。WABOT-1是1967年WABOT的後續行動，由東京早稻田大學的加藤一郎(Ichiro Kato)創立。
WABOT-1
WABOT-1有一個視覺和肢體控制系統，可以自行導航和自由移動，它甚至可以測量物體之間的距離。它的手具有觸覺感測器，這意味著它能抓住和運輸物體。它的智力與18個月大的人類相當，標誌著人形機器人技術的重大突破。
上世紀70年代還見證了工業機器人技術的發展。1973年，德國庫卡(KUKA)公司釋出了“FAMULUS”——這是第一個擁有6個機電驅動軸的工業機器人。第二年，Richard Hohn開發了第一臺由小型計算機提供動力的工業計算機——The Tomorrow Tool(T3)。
1978年，SCARA(the Selective Compliance Assembly Robotic Arm)被創造出來，它由山梨大學(University of Yamanashi )教授Hiroshi Makino開發，手臂可以沿4軸移動，並在80年代早期成為裝配線上的常見裝置。
SCARA
第一批登陸火星的機器人是維京1號和維京2號，它們於1976年登陸火星。
這兩個機器人都是由放射性同位素熱電供電，這些發電機透過衰變鈽釋放的熱量產生能量。儘管這兩個登陸器收集的資料很模糊，但它們是我們今天所知的火星探測器的官方先行者。
20世紀80年代：家庭機器人、加拿大的臂膀和Genghis。
在20世紀80年代，機器人正式進入了主流消費市場，儘管大多是簡單的玩具。
其中最受歡迎的機器人玩具是《Omnibot 2000》。Omnibot 2000是遙控的，並配有一個托盤用來供應飲料和零食。
Omnibot 2000
這一時期另一個備受追捧的機器人玩具是任天堂的R.O.B。R.O.B.作為任天堂娛樂系統的一款機器人播放器被推向市場。它可以對6個不同的命令做出響應，這些指令透過CRT螢幕上的閃光燈進行通訊。
80年代，工業機器人領域出現了進一步的發展，福特在世界各地的生產線上增加了數百個機器人。福特嘉年華因其由機器人注入防腐密封劑而備受矚目。
隨著1981年哥倫比亞號太空梭發射Canadarm，機器人在80年代也繼續它們的旅程。加拿大製造的機械臂長50英尺(15.2米)，有6個連線點。它可以由控制站的一名機組成員控制，在服役期間成功執行了90次任務。
1989年麻省理工學院研究人員製造的六足機器人Genghis，通常被認為是現代歷史上最重要的機器人之一。
Genghis
由於其體積小，材料便宜，Genghis被認為縮短了未來空間機器人設計的生產時間和成本。它由12個伺服電機和22個感測器組成，可以穿越岩石地形。
20世紀90年代：Cyberknife，Sojourner和愛寶
20世紀90年代初，機器人進入手術室，使用Cyberknife：一種可以手術治療腫瘤的放射手術系統。 Cyberknife由史丹佛大學神經學教授John R. Adler開發，是一種非侵入性的手術工具，可以跟蹤和瞄準腫瘤，聚焦輻射束較窄。到2010年，Cyberknife在史丹佛癌症中心所有治療中佔有5%的份額。
1996年，Sojourner成為第一個被送往火星的火星車。這個小型的輕型機器人由探路者號帶到火星，並於1997年7月成功著陸火星表面。
Sojourner
在火星期間，Sojourner探索了2691平方英尺(250平方米)的土地，並拍攝了550張圖片。基於Sojourner收集的資訊，科學家們確定火星曾經有一個溫暖潮溼的氣候。這次任務標誌著美國宇航局更多的火星探測器的開始。
90年代末，出現了20世紀最具標誌性的機器人之一——索尼的愛寶(AIBO)機器狗。AIBO於1999年釋出，是首批進入消費者市場的機器寵物之一。AIBO可以對語音指令做出回應。
今年早些時候，索尼為21世紀市場推出了一款全新的改裝AIBO，該款產品配有兩個攝像頭和空間對映功能。
21世紀：今天的機器人狀態
雖然我們距離本世紀僅有18年，但機器人技術已經取得了諸多進展，並形成了我們的技術格局。現在許多家庭都有自己的roomba機器人吸塵器，它可以自動清潔地板。我們已經看到了無人機在從軍隊到家庭運輸等各個領域的應用等等
在過去的幾年裡，有許多具有里程碑意義的創新。然而，在討論近年來機器人的成就時，尤其要注意的是兩個機器人——索菲亞和波士頓動力狗。
去年，索菲婭成為第一個獲得國家公民身份的機器人——這個由Hanson Robotics公司開發的Android機器人於2017年10月獲得沙烏地阿拉伯公民身份。在接下來的一個月裡，她成為第一位非人類女性擔任的聯合國開發計劃署創新大使。索菲婭的人工智慧是基於雲的，她能夠深度學習，可以識別和複製各種各樣的人類面部表情。
在現代機器人技術的引領下，波士頓動力公司一直被媒體視為在引領潮流，這要歸功於它們的自主創新。
其中最著名的是“波士頓動力狗”(Big Dog)，它在2005年推出時吸引了全世界的關注。它最初是設計成一個軍用機器人，其身上安裝了50個感測器，能夠承載340磅(150公斤)的重量，能以每小時4英里(6.4千米/小時)的速度奔跑。
最近，波士頓動力公司又公佈了另外兩款吸引眼球的機器人——SpotMini和Atlas。SpotMini是一種自主機器人狗，它可以自己開啟門，而Atlas是一個複雜的類人機器人，能夠跑動和跳過障礙。
如果以波士頓動力公司為例子的話，那麼在21世紀，機器人的創新幾乎每週都會出現。機器人技術已經經歷了一段漫長而又傳奇的歷史，看來我們還有很多值得期待的東西。
來源：InterestingEngineering