當機器人走進房間
在機器人發展史的大部分時間裡，機器人都被關在圍欄後面。汽車工廠裡的焊接機械臂在鋼製籠子裡工作，一旦有人打開門，整條生產線就會停下。這讓安全問題變得簡單：只要把人和機器人隔開就行。但一旦機器人走出籠子——遞給你工具、清掃你的客廳，或協助外科醫生——一切都變了。現在，機器人必須與你共處一處空間、讀懂你的意圖，並贏得你的信任。
研究這個問題的領域叫作人機互動，通常簡稱 HRI。它探討當人和機器人近距離協作時，如何溝通、協調並保持安全。請注意，這個領域既關乎機器，也同樣關乎人：一個技術上很能幹，卻令人害怕、困惑或感到冒犯的機器人，無論擰螺栓多麼俐落，都是失敗的機器人。
這裡有個有用的概念，叫「意圖示意」。當一個人去搆門把手時，他的目光、姿態和手臂角度都在預告他將要做什麼，旁人因此能讓開。機器人天生沒有這種可讀性。所以 HRI 設計者會刻意加入提示——一盞狀態燈、一段放慢的動作、一次轉頭——好讓附近的人能預測機器人的下一步，並感到一切盡在掌握。
遠端操控機器人
有時候，最安全、最聰明的做法是讓人牢牢掌控全局。遙操作正是如此：一個人在遠處操控機器人，於是機器人成了操作者的雙手和眼睛，伸向那些他無法或不應親臨之處。飛手讓巡檢無人機飛越橋梁；外科醫生在病人體內操控精密器械；操作員在地震後把機器人開進坍塌的建築。人提供判斷，機器人提供觸達能力。
遙操作位於機器人自主性譜系的一端。在這一端，機器人幾乎什麼都不自己決定；在另一端，它則完全自主行動。許多真實系統處於兩者之間：操作者設定目標，機器人補全精細動作——這種平衡被稱為「共享自主」，並用不同的自主等級來描述。
好的遙操作還依賴「回饋」——也就是回傳給操作者的資訊。視訊是最直接的通道，但最好的系統會加入更多，比如力回饋：當機器人碰到東西時，控制器會反推你的手，讓你真切地感覺到接觸。正是這種觸覺，讓外科醫生能打結，或讓技師在不壓壞的情況下插好一個精密接頭。
在你身旁工作的機器人
現在想像一台完全沒有籠子的機械臂，就擺在工作台上，緊挨著一名人類工人，兩者一起組裝產品。這就是協作機器人，幾乎總是被稱為 cobot。協作機器人從設計之初就力求能被安全觸碰、能與人並肩工作，而不是被圍欄隔在外面。
它是怎麼做到的？傳統工業機械臂又重、又快、又硬——對產能極好，但站在旁邊卻令人膽寒。協作機器人用一部分原始力量換取了溫和：圓潤的外形、沒有夾點、更輕的臂體，以及不斷感知自身施力大小的關節。一旦機械臂感到意料之外的推力——比如你的手——它就會停下或退讓，而不是硬闖過去。
這個取捨是誠實的：協作機器人通常比關在籠子裡的工業機器人更慢、承載更輕。你不會用它來把一扇車門甩到位。但對於人與機器真正分擔工作的任務——人做判斷，協作機器人做重複性的搬舉——它們正在改變那些從來負擔不起帶圍欄機器人工位的小作坊。
保障安全的規則
這一切都不能僅憑善意。與人共處的機器人必須遵守安全標準——那是成文的、可檢驗的、行業共同認可的規則，定義了什麼才算安全，以及如何加以證明。它們把「它不會傷人」這種含糊的承諾，變成工程師必須達到、檢查員可以核驗的具體數字。
有三層保護反覆出現。可以把它們想成一道階梯，從「輕柔行事」一直到「立即停止」。
- 速度限制。當有人靠近時，機器人放慢速度。更慢的動作讓人和機器都有更多時間反應，而慢速碰撞所帶的能量遠小於高速碰撞。許多協作機器人在獨自工作時跑得更快，一旦有人進入它的區域便自動降速。
- 力限制。標準規定了機器人對人體任何部位推壓或擠壓的力度上限，對臉部等敏感部位有更嚴格的限值。如果機械臂遇到的阻力超過上限，它必須停下。這正是協作機器人要不斷測量自身關節受力的原因。
- 急停。每一台這樣的機器人都有一個又大又觸手可及的按鈕——急停按鈕——能立即切斷運動。這是刻意保留的最後手段：一旦存疑，任何人都能一掌讓機器靜止，不需選單，不需登入。一個可靠、迅速的停止，是其他一切賴以建立的基礎。
請注意貫穿這三節的主線。帶籠子的機器人靠「隔離」保證安全；遙操作機器人靠「人始終在環」保證安全；協作機器人靠「感知並退讓」保證安全。隨著機器人越來越靠近人，安全不再是機器周圍的一道圍欄，而成為織進機器自身如何運動、感知與停止之中的一種屬性。