机器人学基础与历史

机器人

机器人是一种可编程的机器,它能感知周围的世界、决定要做什么,然后通过移动或改变某样东西,把这个决定真正地付诸行动。这里的关键词是“真正地、在物理世界里”:与只在屏幕上摆弄像素和文字的应用或聊天机器人不同,机器人有一个身体,会伸进真实世界去做事——抓取、滚动、飞行、焊接或搬运。洗衣机只是按固定的定时器运转、什么都察觉不到,所以它只是一件家电;而一台会感觉到墙、规划路线、并绕开你鞋子的扫地机器人,才更接近机器人真正的含义。

三种能力合在一起,才让某样东西成为机器人:感知(摄像头、触觉、距离或位置传感器给它提供信息)、决策(一段程序或一个学到的模型把这些信息变成一个选择),以及执行(电机和关节在物理世界里把这个选择做出来)。去掉感知,它就成了一个盲目的木偶,只会照本宣科地重复脚本;去掉执行,它就只是一段软件,而不是机器人。同样的这个循环,可以从一个小玩具一路放大到一只工厂机械臂或一辆自动驾驶汽车。

由于这个词涵盖的范围极其宽广,与其固定在某一个形象上,不如按“家族”来理解:固定在车间地面上的机械臂、四处游走的轮式或腿式机器、会飞的无人机、像人一样的形体,以及软乎乎的软体机器人。把它们全部联系在一起的,正是身体之内那个“感知、决策、执行”的循环。

扫地机器人就是一台小而完整的机器人:碰撞和防跌落传感器感觉房间,一段程序决定下一步往哪走,轮子再把它带过去。

感知、决策、执行——全装在一台巴掌大的机器里。

“robot”一词最早出现在捷克作家卡雷尔·恰佩克 1921 年的戏剧《罗素姆万能机器人》(R.U.R.)中(不过恰佩克本人把造词之功归于他的哥哥约瑟夫),原指被制造出来的劳工;又过了几十年,它才用来指真正会感知、会动作的机器。

又称
robotic system机器人系统機器人系統