自從20世紀50年代人工智能研究領(lǐng)域誕生以來：20世紀60年代，機器人在工業(yè)環(huán)境中的應用迅速發(fā)展，開始出現(xiàn)完全由計算機控制的機器人；20世紀70年代，工業(yè)創(chuàng)新出現(xiàn)具有視覺、觸覺和肢體控制系統(tǒng)的機器人，以及太空機器人；20世紀80年代，機器人特別是機器人玩具，進入了主流消費市場；20世紀90年代，出現(xiàn)外科手術(shù)機器人、火星漫游機器人和多種機器人寵物；21世紀00年代，出現(xiàn)人形機器人，以及四腿軍用負重機器大狗；21世紀10年代，有許多具有里程碑意義的創(chuàng)新，出現(xiàn)了能自己開門的自主機器人狗，能在障礙物上奔跑和跳躍的復雜擬人機器人，能流利聊天的機器人。在我們的周圍，具有更好的算法和更強大的處理器的機器人越來越多。
【20世紀50年代】
機器人史上一個重要里程碑式的時刻，發(fā)生在20世紀50年代。1950年，艾倫·圖靈在他的著名文章《計算機器和智能》的開頭，提議考慮 “機器能思考嗎？”的問題。文中，艾倫·圖靈提出了對機器智能的測試方法——衡量一臺機器的智能在多大程度上與人類的智能相同或不可區(qū)分——后來被稱為“圖靈測試”。圖靈的工作以及1956年7~8月間約翰·麥卡錫組織的達特茅斯研討會，為人工智能研究領(lǐng)域創(chuàng)造了一個必要的框架。
1954年，誕生了第一個工業(yè)機器人Unimate的專利（由George Devol提出）。Unimate的特點是一個機械臂，能夠運輸壓鑄件并將其焊接到位。這種革命性的裝置將改變制造業(yè)的面貌。
【20世紀60年代】
1961年，世界上第一個工業(yè)機器人Unimate開始加入通用汽車公司在新澤西州的工廠流水線，在裝配線上與熱壓鑄機合作。Unimate從機器上取下壓鑄件，焊接到汽車的車身。按照存儲在磁鼓上的循序漸進的命令，4000榜磁臂具有足夠的通用性，可以執(zhí)行各種任務。工業(yè)機器人的出現(xiàn)，徹底改變了制造業(yè)。
1965年，約翰霍普金斯大學應用物理實驗室研制出Beast機器人（約翰霍普金斯野獸）。Beast沒有使用計算機，其控制電路由幾十個控制模擬電壓的晶體管組成，能通過聲納系統(tǒng)、光電管等裝置，根據(jù)環(huán)境校正自己的位置。Beast是一個移動機器人，有初步的智能和獨立生存的能力。當它在實驗室的白色大廳里漫步時，它會尋找插座。當它找到一個，它會插入和充電。
1966年，Shakey（沙基）機器人是第一個真正可移動和感知的機器人。Shakey有輪子，以笨拙、緩慢、搖搖晃晃著稱。Shakey配備了攝像頭和碰撞傳感器，可以在復雜的環(huán)境中導航。Shakey被認為是機器人革命的開始，該項目結(jié)合了機器人學、計算機視覺和自然語言處理的研究。正因為如此，這是第一個將邏輯推理和物理行為相結(jié)合的項目。Shaky是在斯坦福研究所人工智能中心（現(xiàn)在稱為SRI國際）開發(fā)的。
1969年，維克多·舍曼發(fā)明了斯坦福臂，這是一種機器人臂，被認為是第一批完全由計算機控制的機器人之一。這是一個巨大的突破。它是六軸關(guān)節(jié)機器人。雖然主要用于教育目的，但“計算機控制”標志著工業(yè)機器的重大突破。
【20世紀70年代】
1970年，日本早稻田大學建造了第一個擬人機器人Wabot-1。它由肢體控制系統(tǒng)、視覺系統(tǒng)和會話系統(tǒng)組成，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。它的手具有觸覺傳感器，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，標志著人形機器人技術(shù)的重大突破。1980年建成的Wabot-2，人形音樂家機器人，能夠與人交流，讀樂譜，在電子琴上演奏曲調(diào)。
1973年，德國庫卡公司發(fā)布了Famulus，這是第一個具有六個機電驅(qū)動軸的工業(yè)機器人。
1974年，李察·霍恩（Richard Hohn）開發(fā)了第一臺由微型計算機驅(qū)動的工業(yè)計算機——明日工具（即T3）。
1976年，機器人Viking 1 和 Viking 2登陸火星。這兩個機器人都是由放射性同位素熱電發(fā)電機提供動力的，該發(fā)電機利用衰變钚釋放的熱量發(fā)電。它們是我們今天所知道的火星漫游者的先驅(qū)。
1976年，東京理工學院Shigeo-Hirose軟鉗機器人，可以順應要抓握的物體的形狀，比如一個裝滿鮮花的酒杯，其設計源于對自然界柔性結(jié)構(gòu)的研究，如象鼻和蛇脊髓。
【20世紀80年代】
20世紀80年代：機器人正式進入了主流消費市場，盡管大部分都是簡單的玩具。其中最受歡迎的機器人玩具是OmniBot2000，由遠程控制，配備了一個托盤，用于提供飲料和零食。另一個備受追捧的機器人玩具是任天堂的R.O.B，或機器人操作伙伴。R.O.B.是任天堂娛樂系統(tǒng)的機器人播放器。它可以響應六個不同的命令，這些命令通過CRT屏幕上進行通信。
1989年，由麻省理工學院的研究人員制造的六足機器人Genghis（成吉思汗），被認為是現(xiàn)代歷史上最重要的機器人之一。由于其體積小，材料便宜，Genghis被認為縮短了生產(chǎn)時間和未來空間機器人設計的成本。它有12個伺服電機和22個傳感器，可以穿越多巖石的地形。
【20世紀90年代】
20世紀90年代初，機器人帶著Cyberknife系統(tǒng)（射波刀，又稱“立體定位射波手術(shù)平臺”、“ 網(wǎng)絡刀”或“ 電腦刀”）進入手術(shù)室，該系統(tǒng)可以通過外科手術(shù)治療腫瘤。Cyberknife由斯坦福大學神經(jīng)學教授約翰·R·阿德勒（JohnR.Adler）開發(fā)，是一種非侵入性手術(shù)工具，可以通過窄聚焦的輻射束跟蹤和定位腫瘤。
1996年，Sojourner成為第一個被送到火星的漫游者。這臺小巧輕便的機器人被送到火星上，并于1997年7月成功著陸。在火星上，Sojourner探索了2691平方英尺（250平方米）的土地，拍攝了550張照片。由于Sojourner收集到的信息，科學家們能夠確定火星曾經(jīng)是溫暖濕潤的氣候。這次任務是美國國家航空航天局（NASA）又開始了火星任務的標志。
1997年5月11日，IBM開發(fā)的“深藍”計算機經(jīng)過六場比賽，成為世界上首個擊敗世界國際象棋冠軍卡斯帕羅夫的機器。
1998年，戴夫·漢普頓和卡萊布·鐘發(fā)明了第一個家用或?qū)櫸餀C器人Furby。Furby是類似于倉鼠或貓頭鷹一樣的動物，在一段時間成為熱銷的玩具，并持續(xù)銷售到2000年。
1999年，AIBO（愛寶），是索尼創(chuàng)造的幾個機器人寵物之一。AIBO可以通過攝像頭看到周圍環(huán)境，并且可以識別用英語或西班牙語發(fā)出的命令。AIBO也有“學習并成熟”的能力，通過使用記憶棒，機器人狗可以學習和發(fā)展。AIBO于2006年停產(chǎn)。
【21世紀00年代】
2000年，麻省理工學院的辛西婭·布雷澤爾發(fā)明了一種能夠識別和模擬情緒的機器人Kismet。
2000年，本田的ASIMO機器人是一個人工智能的仿人機器人，它大約4英尺3英寸高。ASIMO 能夠像人一樣快速行走。這個機器人可以在餐廳為顧客送托盤，與人手牽著手一起行走，識別物體，解釋手勢，辨別聲音。
2005年，Android是一個人形機器人，與人類有著相似的地方，其設計看起來像日本女性，它的氣動執(zhí)行器允許它們有多達“47個關(guān)節(jié)點”或者身體的部件，使動作看起來自然。
2005年，波士頓動力狗，或稱“BigDog（大狗）”，是波士頓動力公司與福斯特米勒（Foster Miller）、噴氣推進實驗室和哈佛大學合作創(chuàng)建的一款四足機器。它被設計成一種軍用負重機器人野獸，其身體上有50個傳感器。BigDog不使用輪子，而是使用四條腿進行運動，從而使它可以在難以通行的復雜地形移動穿越。BigDog被稱為“世界上最雄心勃勃的腿式機器人”，它可以攜帶150公斤負重，以時速6.4公里/小時的速度，與士兵一起、在35度的斜坡上穿越崎嶇的地形。
【21世紀10年代】
2011年，IBM “沃森”(Watson)計算機系統(tǒng)，能夠回答以自然語言提出的問題，2月16日在美國最受歡迎的智力競猜電視節(jié)目《危險邊緣》中，擊敗該節(jié)目歷史上兩位最成功的選手肯-詹寧斯和布拉德-魯特，奪得100萬美元大獎，成為《危險邊緣》節(jié)目新的王者。“沃森”電腦存儲了海量的數(shù)據(jù)，而且擁有一套邏輯推理程序，可以推理出它認為最正確的答案。
2014年6月7日是圖靈逝世60周年紀念日。這一天在英國皇家學會舉行的“2014圖靈測試”大會上，模擬13歲烏克蘭男孩的聊天程序“尤金·古斯特曼”（Eugene Goostman）首次“通過”了圖靈測試。英國皇家學會的測試規(guī)則是，在一系列時長為5分鐘的鍵盤對話中，某臺計算機被誤認為是人類的比例超過30%，那么這臺計算機就被認為通過了圖靈測試（其中，30%是圖靈對2000年時的機器思考能力的一個預測）。尤金的成績是在總計150場對話中，騙過了30個評委里的10個，即尤金被誤認為是人類的比例達到了33%。
2015年，在加州大學伯克利分校的一個實驗室里，人形機器人Brett教會自己做兒童拼圖游戲，如把釘子塞進不同形狀的洞里。Brett機器人利用基于神經(jīng)網(wǎng)絡深度學習算法，以試錯方式主動學習。例如，對于組裝玩具，機器人會不停嘗試，直至它清楚組裝的原理。理論上，這機器人不需要再依賴人工更新，而是給足夠時間讓它學習就可以了。
2016年，波士頓動力公司發(fā)布SpotMini機器人。它是一種小型的四條腿機器人，它重25公斤（如果有一個機械臂，它重30公斤）。這款全電動機器人相當靈活，即使踩到香蕉皮摔倒了，或在人類踢或拉它時，能夠自己迅速爬起來。該型號的機器人就像是寵物一樣，能夠?qū)崿F(xiàn)多種功能，除了能像普通動物一樣活動之外，SpotMini有著長長的機械臂，可以為主人端茶倒水。
2016年3月9日至15日，在韓國首爾進行的計算機與人類之間的圍棋比賽，谷歌DeepMind的AlphaGo以總比分4比1，戰(zhàn)勝圍棋九段棋手李世石。
2017年4月， Google旗下的自動駕駛公司W(wǎng)aymo讓美國亞利桑那州鳳凰城的居民普通乘客試乘其自動駕駛汽車。此刻，世界上有數(shù)百輛自主車在公路上行駛, 它們都是實驗性的。自動駕駛技術(shù)解放雙手，也會更加安全和更加節(jié)油。計算機不會喝醉酒，不會打瞌睡。自動駕駛算法通過計算何時加速、剎車、轉(zhuǎn)向，預測巡航控制可以自行判斷下一階段的道路狀況，決定最經(jīng)濟的行駛方式。
2017年，日本東京大學展示了一款名叫Kengoro的機器人，畫面相當帶感。Kengoro使用116個拉動電纜的執(zhí)行器移動，做俯臥撐、仰臥起坐，甚至是背部伸展運動。運動多了Kengoro也會產(chǎn)生熱量，為了散熱，研究人員為其配備了一個水冷系統(tǒng)，除了能幫助Kengoro散熱外，還能實現(xiàn)類似人類的“流汗”生理反應。
2017年，美國新創(chuàng)公司 Mayfield Robotics 推出外觀設計簡潔、模樣呆萌可愛的智能家用機器人“Kuri”，在居家生活中扮演智能助手與好伙伴的角色。Kuri 為語音控制智能機器人助手，內(nèi)建四組麥克風設備與聲音偵測技術(shù)，能精確辨識聲音來源并回應指令。Kuri 能自由轉(zhuǎn)動頭部查看四周，圓圓的雙眼甚至會眨、會瞇成彎月形狀，就像是在微笑一樣。Kuri能以 Wi－Fi 無線網(wǎng)絡或藍牙鏈接操控家中電器設備，并透過內(nèi)建雙音響播放音樂、發(fā)出音效與人們互動。
2017年，阿里巴巴的阿里小蜜（AliMe）是采用阿里巴巴的語音AI技術(shù)，實現(xiàn)基于自然語言處理(NLP)的會話機器，基于問答（QA）提供協(xié)助服務、客戶服務和聊天服務。它通過電話協(xié)調(diào)包裹交付，并通過聊天就商品價格討價還價。目前，它每天為數(shù)百萬客戶提供問題服務，能夠解決85%的客戶問題。
2017年10月，由漢森機器人公司（Hanson Robotics）制造的機器人索菲亞（Sophia）獲得沙特阿拉伯公民身份，成為第一個獲得國家公民身份的機器人。次月，聯(lián)合國開發(fā)署將“創(chuàng)新大賽冠軍”頒發(fā)給索菲亞。索菲亞的人工智能是基于云的，可以進行深入的學習，她可以識別和復制各種各樣的人類面部表情。
2017年12月，Alphabet 旗下人工智能部門 DeepMind 發(fā)布 AlphaZero，它可以自學國際象棋、日本將棋和中國圍棋，并且項項都能擊敗世界冠軍。AlphaZero是一種機器學習算法。AlphaZero通過與自己對弈并根據(jù)經(jīng)驗更新神經(jīng)網(wǎng)絡，從而發(fā)現(xiàn)了國際象棋的原理，并迅速成為史上最好的棋手。
2018年1月22日，位于西雅圖的首個無人零售店Amazon Go向公眾開放（2018年9月，Amazon Go無人商店紐約新店開張）。無人超市的購物流程非常簡單。無需結(jié)賬，無需排隊。一旦顧客進門后，人工智能系統(tǒng)就開始跟蹤顧客和顧客拿起的一切，并將顧客所購買的一切商品記錄在其賬戶上。計算機視覺系統(tǒng)主要由安裝在天花板上的攝像頭組成，拍攝的圖像隨后被傳入至系統(tǒng)中，系統(tǒng)識別是哪位顧客拿起了什么商品，并加入到其App的購物車中。
2018年，工程師和機器人在特斯拉工廠樓層。特斯拉汽車制造工廠號稱擁有全球最智能的全自動化生產(chǎn)車間，共有沖壓生產(chǎn)線、車身中心、烤漆中心和組裝中心四大制造環(huán)節(jié)。在車間內(nèi)根本看不到人的身影，從原材料加工到成品組裝，整個生產(chǎn)流程都由機器人完成。機器人由計算機系統(tǒng)控制，按照設定好的程序運作。機器人與機器人之間流水化運營、無縫對接。
2018年，OpenAI研究人員使用強化模型的系統(tǒng)，通過反復試驗來讓機器人Dactyl能夠用精精確抓住和操縱物體，教自己用手指翻轉(zhuǎn)玩魔方。Dactyl具有“靈巧” 手，這是一只五指共有24個自由度的機器人手，安裝在鋁制框架上以操縱物體。同時，兩組攝像機 - 運動捕捉攝像機和RGB攝像機 - 作為系統(tǒng)的眼睛，可以跟蹤物體的旋轉(zhuǎn)和方向。
2019年，麻省理工學院新推出的cheetah（獵豹）機器人，彈性十足，腳部輕盈，可與體操運動員媲美。四條腿的有力，還可以在不平坦的地形上小跑，速度大約是普通人步行速度的兩倍。它的體重只有20磅——比感恩節(jié)火雞輕——它的四肢是不會被推倒的：當它被踢到地上時，它的手肘能像功夫一樣快速擺動，很快恢復正常。也許最令人印象深刻的是它能夠從站姿進行360度的后空翻。
【附記】
l 美國的《連線(WIRED)》雜志的一篇文章指出：就“機器人”的定義問10個機器人專家，你會得到10個答案。但大多數(shù)會同意一些通用的指導原則：機器人是一個智能的，物理上體現(xiàn)的機器。機器人可以自主完成任務。機器人可以感知和操縱它的環(huán)境（參考資料[1]）。圖靈的《計算機器和智能》發(fā)表以來，圖靈測試受到了哲學家、計算機科學家、心理學家和其他人的相當大的關(guān)注，有的對測試提出了許多不同的反對意見。在某種意義上，前面列舉的項目，例如，對尤金·古斯特曼（“第一個通過圖靈測試的聊天程序”）和索菲亞（“第一個獲得國家公民身份的機器人”，也都存在有某些爭議。
l 在1970年的《生活》雜志上，一篇關(guān)于“第一個電子人”的文章中，馬文·明斯基很“確定”地說：“在3到8年的時間里，我們將擁有一臺具有普通人一般智能的機器。”1993年，弗諾·文奇（Vernor Vinge，圣地亞哥州立大學數(shù)學教授，計算機科學家和科幻作家）出版了《即將到來的技術(shù)奇點》，預言“在30年內(nèi)，我們將擁有創(chuàng)造超人智能的技術(shù)手段。不久之后，人類時代將結(jié)束。”2014年10月，特斯拉CEO伊隆·馬斯克(Elon Musk)表示，他對計算機未來的發(fā)展，尤其是人工智能技術(shù)遭到的惡意應用感到擔憂。馬斯克表示：“借助人工智能，我們將召喚出惡魔。”2017年4月英國的著名科學家史蒂芬·霍金 (Stephen Hawking)教授擔心人工智能可能是我們最后的發(fā)明，人類的終結(jié)者。
l 機器人專家馬克·W·蒂爾登認為：機器人現(xiàn)在能做的四件事，在不遠的將來會改變我們的生活：第一個是娛樂，第二個是危險場所的工作（即將到來），第三個是老年護理，第四是遠程購物、旅游和援助（參考資料[3]）。商業(yè)顧問和企業(yè)家羅伯特·科德雷則認為，機器將會接管電話營銷、自動化運輸服務、下水道管理、稅務籌劃者、照片處理、數(shù)據(jù)錄入工作、圖書館員和圖書館技術(shù)員等工作（參考資料[4]）。《自然》雜志最近發(fā)表的埃里克·托波爾的綜述文章《高性能醫(yī)學：人與人工智能的融合）》指出：人工智能的使用，在醫(yī)學上開始在三個層面產(chǎn)生影響：對臨床醫(yī)生，主要通過快速、準確的圖像解釋；對衛(wèi)生系統(tǒng)，通過改進工作流程和減少醫(yī)療錯誤的可能性；對患者，通過使他們能夠處理自己的數(shù)據(jù)來促進健康。文章討論了當前的局限性，包括偏見、隱私和安全性，以及缺乏透明度，以及這些應用程序的未來方向（參考資料[5]）。
【參考資料】
[1] Matt Simon. The WIRED Guide to Robots. https://www.wired.com/story/wired-guide-to-robots/
[2] Gil Press. A Very Short History Of Artificial Intelligence (AI)。https://www.media.mit.edu/articles/a-very-short-history-of-artificial-intelligence-ai/
[3] Mark W. Tilden. Robotics can - and will - change our lives in the near future. https://www.theguardian.com/zurichfuturology/story/0,,1920335,00.html
[4] Robert Cordray. WILL ROBOTS TAKE FROM HUMANS IN THE FUTURE?. https://www.wired.com/insights/2014/07/jobs-will-robots-take-humans-future/
[5] Eric J.Topol. High-performance medicine: the convergence of human and artificial intelligence. Nature Medicine》volume 25, pages44–56 (2019)
[6] Saoirse Kerrigan. The History of Robots: From the 400 BC Archytas to the Boston Dynamics' Robot Dog. https://interestingengineering.com/the-history-of-robots-from-the-400-bc-archytas-to-the-boston-dynamics-robot-dog
本文來自王宏琳科學網(wǎng)博客。
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