機器人技術

機器人（Robot）是一種能夠半自主或全自主工作的智能機器。機器人能夠通過編程和自動控制來執行諸如作業或移動等任務。歷史上最早的機器人見於隋煬帝命工匠按照柳抃形象所營造的木偶機器人，施有機關，有坐、起、拜、伏等能力。 機器人具有感知、決策、執行等基本特徵，可以輔助甚至替代人類完成危險、繁重、複雜的工作，提高工作效率與質量，服務人類生活，擴大或延伸人的活動及能力範圍。 2021年，美國1/3的手術是使用機器人系統進行的。 2023年，美國亞利桑那州立大學 （ASU）科學家 研製出了世界上第一個能像人類一樣出汗、顫抖和呼吸的戶外行走機器人模型。

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目錄

歷史

《隋書》 里曾記載了一個機器人的故事：「……帝猶恨不能夜召，於是命匠刻木偶人，施機關，能坐起拜伏，以像於抃。帝每在月下對酒，輒令宮人置之於座，與相酬酢，而為歡笑。」——楊廣沒登基的時候和文士柳抃就結成了好友，登基之後，關係更鐵。只可惜大半夜把柳抃召進紫微城大內總不妥當，楊廣只好「望梅止渴 」，命人照柳抃的模樣做了一個木偶，裝上機關，木偶 能坐能站還會磕頭。楊廣興致來了，就和這個木偶月下對飲歡笑。

定義

1920年，捷克作家卡雷爾·凱佩克 （Karel Capek）發表了科幻劇本《羅薩姆的萬能機器人》。在劇本中，凱佩克把捷克語「Robota」寫成了「Robot」，「Robota」是奴隸的意思。該劇預告了機器人的發展對人類社會的悲劇性影響，引起了人們的廣泛關注，被當成了「機器人」一詞的起源。在該劇中，機器人按照其主人的命令默默地工作，沒有感覺和感情，以呆板的方式從事繁重的勞動。後來，羅薩姆公司取得了成功，使機器人具有了感情，導致機器人的應用部門迅速增加。在工廠和家務勞動中，機器人成了必不可少的成員。機器人發覺人類十分自私和不公正，終於造反了，機器人的體能和智能都非常優異，因此消滅了人類。但是機器人不知道如何製造它們自己，認為它們自己很快就會滅絕，所以它們開始尋找人類的倖存者，但沒有結果。最後，一對感知能力優於其他機器人的男女機器人相愛了。這時機器人進化為人類，世界又起死回生了。 凱佩克提出的是機器人的安全、感知和自我繁殖問題。科學技術的進步很可能引發人類不希望出現的問題。雖然科幻世界只是一種想象，但人類社會將可能面臨這種現實。 為了防止機器人傷害人類，1950年科幻作家阿西莫夫（Asimov）在《我是機器人》一書中提出了「機器人三原則」： ①機器人必須不傷害人類，也不允許它見人類將受到傷害而袖手旁觀； ②機器人必須服從人類的命令，除非人類的命令與第一條相違背； ③機器人必須保護自身不受傷害，除非這與上述兩條相違背。 這三條原則，給機器人社會賦以新的倫理性，會為機器人研究人員、設計製造廠家和用戶提供十分有意義的指導方針。 1967年日本召開的第一屆機器人學術會議上，人們提出了兩個有代表性的定義。一是森政弘與合田周平提出的：「機器人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器」。從這一定義出發，森政弘又提出了用自動性、智能性、個體性、半機械半人性、作業性、通用性、信息性、柔性、有限性、移動性等10個特性來表示機器人的形象；另一個是加藤一郎提出的，具有如下3個條件的機器可以稱為機器人： ①具有腦、手、腳等三要素的個體； ②具有非接觸傳感器（用眼、耳接受遠方信息）和接觸傳感器； ③具有平衡覺和固有覺的傳感器。 該定義強調了機器人應當具有仿人的特點，即它靠手進行作業，靠腳實現移動，由腦來完成統一指揮的任務。非接觸傳感器和接觸傳感器相當於人的五官，使機器人能夠識別外界環境，而平衡覺和固有覺則是機器人感知本身狀態所不可缺少的傳感器。 國際標準化對機器人的定義:機器人是一種能夠通過編程和自動控制來執行諸如作業或移動等任務的機器。

機器人產業

上海機器人產業規模已達60-70億人民幣，在全國名列第一。國際上機器人領域排名前四的ABB、FANUC、KUKA、安川等均在上海設有機構。ABB機器人事業總部已落戶上海，機器人的年產量達6000台，KUKA上月在松江的新工廠已開工，預計到2015年產能可達5000台。上海將拓展機器人系統集成應用，使上海發展成為我國最大的機器人產業基地、機器人核心技術研發中心、高端製造中心、服務中心和應用中心。

研究進展

2021年，據《科技日報 》報道，美國的研究團隊創造了一種有史以來首次可以自我繁殖的異形機器人（Xenobots 3.0），《美國國家科學院院刊》發表了這一研究結果。 2022年4月，中國科學院瀋陽自動化研究所基於幾何運動旋量重建出連續體機器人的空間三維形狀，獲得連續體機器人的曲率、撓率等信息。相關成果發表在IEEE Robotics and Automation Letters上。 2022年9月，美國康奈爾大學的研究人員在100到250微米大小的太陽能機器人上安裝了比螞蟻頭還小的電子「大腦」，這樣它們就可以在不受外部控制的情況下自主行走。該論文發表在9月21日的《科學·機器人》雜誌 。2023年，美國亞利桑那州立大學（ASU）科學家研製出了世界上第一個能像人類一樣出汗、顫抖和呼吸的戶外行走機器人模型。這一測試機器人名為「ANDI」 。上海非夕機器人科技有限公司研發的「拂曉」機器人系全球首台自適應機器人。「拂曉」機器人像人手一樣擁有底層「元」能力，柔性程度甚至超越人手，拓展了機器人能力邊界。

產業技術問題

2022年6月27日，在第二十四屆中國科協年會閉幕式上，中國科協發布10個對產業發展具有引領作用的產業技術問題，其中包括」如何通過標準化設計、自動化生產、機器人施工和裝配式建造系統性解決建築工業化和高能耗問題「。