一个词，许多机器
一说到“机器人”，大多数人脑海里浮现的是一个会走路、会说话的金属人。现实要宽广得多，也奇特得多。机器人指的是任何能够感知周围环境、决定该做什么、再对世界采取物理行动的机器——这把大伞下既有用螺栓固定在厂房地面、重达一吨的焊接手臂，也有在你客厅里吸尘、只到膝盖高的圆盘，还有自动驾驶卡车，以及在病人体内、只有手腕粗细的外科器械。它们彼此长得毫不相像，因为它们面对的工作各不相同。
给这些机器分类，最有用的一条标准，是它们所处的环境有多可预测。结构化环境是机器人可以依赖的环境：零件总在同一个位置到达，灯一直亮着，没有东西会不打招呼地闯进来。非结构化环境则杂乱而充满意外——厨房、草莓田、坍塌的建筑物。世界越是结构化，机器人就可以越简单、越便宜；世界越是杂乱，它就必须携带越多的感知与判断能力。
正因如此，今天最成功的机器人都聚集在整洁的世界里。工厂自动化运行在精确到毫米的空间中，而仓储与物流机器人在如棋盘般规划的地面上滑行。家庭、农田、医院和灾区则要难得多——而那里恰恰是前沿所在。本系列接下来的内容，就是从这条光谱里轻松、受控的一端，一路走向开放、充满争议的一端。
工业型与服务型：同一个理念，相反的设计
仔细观察，几乎每一台在岗的机器人都落在一条分界线的某一侧——这就是服务型机器人与工业型机器人之间的对比。工业机器人的设计目标，是在安全围栏后面永远重复同一个动作，又快又精确到毫米。服务机器人则生活在人群与不可预测之中，因此它用纯粹的速度和精度，换取觉察力、温柔，以及自由走动的能力。
想象两台机器并排放着。第一台是关在笼子里的焊接手臂：力量惊人、速度快得让人眼花，一天重复同一道弧线几千次，误差不到一毫米——而且危险到只要有人踏进它的活动范围，机器就必须先停下来。第二台是医院里的运送小车，自己沿走廊滚动着送药，礼貌地绕开病床和访客，速度从不超过缓步行走。底层理念相同，优先级却相反：一个在封闭单元里追求力量与可重复性，另一个在人群中追求安全与得体。
每台机器人都要调的四个旋钮
为什么焊接手臂和送货小车长得毫无相似之处？因为每台机器人，都是同样四个旋钮的不同设定值——而拧高其中一个，往往逼着另一个降下来。现在就熟悉这四组权衡，因为本系列后面的每一篇指南都会回到它们。
- 速度与精度：机器人必须移动得多快、多准。灌装生产线两者都要，且拉到极限；给你倒咖啡的机器人则可以慢慢来。
- 成本：只有当一台机器人在其整个使用寿命内比替代方案更便宜时，它才划算。重复、大批量的任务能很快收回昂贵机器的成本；一次性或罕见的工作则很难。
- 自主性：机器人有多少由自己决定，又有多少由人来操控。这就是机器人自主性的光谱——从一台听从每一条指令、靠摇杆驱动的机器，到一台独自规划整个任务的机器。
- 安全：机器人如何避免伤害人、财物或它自己。笼中的手臂靠把人挡在外面来换取安全；而协作机器人或自动驾驶汽车，必须在与人共处的同时换取安全。
前路的一张地图
掌握了这四个旋钮，整个系列便铺展成一段旅程：从最受控的场景，走向最开放、最具争议的场景。我们从世界静止不动的地方出发——工厂与仓库，机器人已经默默运转了数十年的地方——再向外走进那些会反过来与你较劲的空间。
接下来是被部分驯服的世界：在人体内工作、却仍完全由人操控的外科机器人；解读混乱街道的自动驾驶汽车；在烈日炙烤的田里采摘果实的农业机器人；以及必须在离最近的人类数百万公里之外照看自己的行星探测车。它们每一个都把结构稍稍放松，作为回报，每一个又都要求多一点独立性。
随后我们抵达最狂野的前沿：在瓦砾中爬行的搜救机器人，向章鱼偷师的软乎乎的软体机器人，像昆虫一样行走的仿生机器，以及人们一听到“机器人”就会想到的人形机器人。最后，我们以那些没有单一答案的问题收尾——机器人伦理、自动化如何重塑工作，以及关于致命性自主武器的艰难辩论——因为光谱开放的那一端，也正是人类利害关系最高的地方。