从科幻穿越到现实的机器人

夏雨 秦扬

爱因斯坦曾说：“想象力比知识更重要。因为知识是有限的，而想象力概括着世界的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究中的实在因素。”关于机器人，人们曾在电影里用惊人的想象力对其进行勾勒。《星球大战》《魔鬼终结者》《机器人总动员》……科幻大片中，那些或酷炫、或强大、或温情、或可爱的机器人，曾满足了无数科幻迷的幻想。那么，电影中的那些机器人在现实生活中是否存在？

阿图VS尤尼梅特

在机器人电影大片中，具有代表性的工业机器人是《星球大战》中的阿图（r2d2），这是一个圆柱型的机器人，外形像一个垃圾桶。在影片中，他不仅能为X型战斗机进行维修保养，有时还能对机器设备进行解密、解锁、翻译外星语言，是一个勤恳工作、超级萌萌达的“垃圾桶”。

世界上第一台真正实用的工业机器人，是1959年英格伯格和德沃尔设计的“尤尼梅特”（意为“万能自动”），这台机器人外貌并不像人，而是像坦克炮塔，它有一个巨大的机械手臂，大臂前端还有一支像人类手的小臂，所有复杂的操作都是通过前端小臂完成。小臂相对大臂可以伸出或缩回，小臂顶有一个腕子，可绕小臂转动，进行俯仰和侧摇。腕子前头是手，即操作器。这个机器人的功能和人手臂功能相似，其精确率达1/10000英寸。

“尤尼梅特”问世后，英格伯格和德沃尔成立了“尤尼梅逊”公司，兴办了世界上第一家机器人制造工厂，他俩也因此被称为“机器人之父”。

“尤尼梅特”开启了机器人时代的元年，至今它仍被使用在工业生产中，但它只能按照预先设计好的指令重复进行同一个生产动作，是比较初级的机器人。

魔鬼终结者VS阿特拉斯

电影中的军用机器人，以《魔鬼终结者》中的T-800、T-1000为代表。T-800型机器人以金属为人体骨架，人造皮肤做外表，基本与人类相同。T-1000可以在液态与固态间任意变型，并能完美地模仿任何人、物品、机械和任何人的口音。

现实中的军用机器人现在已经非常多了，从分类上说有地面军用机器人UGV，空中机器人UAV，水下机器人UUV，太空机器人；从重量上看，有从只有22公斤重的水下机器人ARUS到有几十吨重的机器人战车等。

目前，世界最先进的军用人形机器人是美国的阿特拉斯。这种机器人目前尚在研制完善过程中，最新升级版的阿特拉斯高1.75米，重82公斤，使用独立电源和液压驱动系统。它不仅会自己开门关门，在崎岖的雪地里行走，将杂货搬到不同的位置，甚至跌倒了还能自己爬起来。

美国研发这一机器人的目标，是做最好的救援机器人。在对人类过于危险的地域，它可以挽救很多生命，并在最大限度上降低风险。它可以胜任的任务包括开车、清理残骸、穿墙凿洞、关闭阀门、连接消防水管等。尽管在人类看来，阿特拉斯的动作还有点笨拙，行动缓慢，但实际上它的操纵系统比战斗机还要复杂。

自动手术机VS达芬奇机器人

在《普罗米修斯》、《异形》等科幻大片中，医用机器人可以根据人类的指令完成各类手术。《普罗米修斯》中，怀上异形的女主角伊丽莎白跌跌撞撞地闯进安置了自助手术机的舱体，在体型庞大的手术机器人的操纵面板上一阵猛按，为自己人工自定义了一台剖腹手术。随后，她躺进手术机，在几乎无麻醉的情形下，由手术机自助实施剖腹手术，生下了一个异形婴儿。

实际上，研发医用人工智能一直是科学家的梦想。早在2001年，我国医学家就首次利用机器人完成了远程脑外科手术，手术由千米之外的专家远程指挥，由机器人操作完成。

现实生活中，与《普罗米修斯》中的机器人最为接近的，是美国“达芬奇”手术机器人系统。达芬奇手术机器人系统是一种高级机器人平台，其设计的理念是通过使用微创的方法，实施复杂的外科手术。它由外科医生控制台、床旁机械臂系统、成像系统三部分组成，目前，已获批使用于成人和儿童的普通外科、胸外科、泌尿外科、妇产科、头颈外科以及心脏手术。

亚当VS仿人机器人

《铁甲钢拳》中的机器人“亚当”（Atom），是一个模仿型机器人。影片中，它在主角麦克斯及其父亲的帮助下，通过语言指挥、人类肢体模仿等，赢得了机器人拳击比赛。

仿人机器人是电影与现实中人们谈论最多的，科学家一直在研究那些外形特征与人类相同，拥有相同的皮肤、体形，有类似人类的智慧和灵活的反应，能与人自由交流，并不断适应外部环境的仿人机器人。

世界上最早的仿人机器人诞生于日本，1973年，日本早稻田大学教授、“世界仿人机器人之父”加藤一郎成功试制出世界首台两足步行机器人WOBAT-1。本田公司1996年11月研制出日本第一台仿人步行机器人样机P2，2000年11月推出新一代仿人机器人ASIMO。中国国防科技大学也在2001年12月独立研制出我国第一台仿人机器人。

日本ASIMO是目前最先进的仿人行走机器人之一，它身高1.2米，体重52公斤，最高行走时速可达1.6公里。行走时，它可实时预测下一个动作并提前改变重心，因此能非常自如地完成下台阶、弯腰、“8”字形行走等较为复杂的动作。此外，它还可以握手、挥手甚至随着音乐翩翩起舞。

如果说日本在仿人机器人领域的研究主要侧重于外形仿真，那么美国的研究则侧重用计算机模拟人脑。以科戈机器人为例，这种机器人是美国麻省理工学院人工智能实验室教授罗德尼·布鲁克斯研制的。科戈机器人的大脑由16个摩托罗拉68332芯片构成，和人类的大脑一样，它能同时处理多项任务。

为了研制出更像人的机器人，目前，无数科学家和科技公司正致力于让机器像人一样进行自我学习和思考。以谷歌为例，2012年夏天，谷歌X实验室创建了一个由16000多个处理器、10亿个内部节点组成的“虚拟大脑”。“虚拟大脑”用众多的电脑模拟人脑中的“神经元”，形成一个“神经网络”，并为算法提供海量数据，从而使其具备自动学习、识别数据的能力。

在实验中，“虚拟大脑”通过分析1000万帧从Youtube上随机抓取的无标签视频剪辑图片，经过10天时间的运转，“大脑”自行提炼并创建了“猫”的概念，并从未标记的2万张静态图片中发现了猫是什么样子，从而实现了“自我学习”。

现在，谷歌公司正在研制在亚原子尺度下运转的超快量子芯片，这种芯片的运算速度将远远超过现有的所有处理器，从而使机器人能够像人类一样思考。那么，它究竟何时才会问世？让我们拭目以待！（编辑/余风）