机器人都有哪些定义不同特征？ 其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义， 自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什 么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时 代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人 的定义也不断充实和创新。 1886 年法国作家利尔亚当在他的小说 《未来夏娃》 中将外表像人的机器起名为“安德罗丁” （Android） ， 它由 4 部分组成： 1，生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感 觉、表情、调节运动等） ； 2，造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一 种盔甲） ； 3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别 等身体的各种形态） ； 4，人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视 觉、牙齿、手爪等） 。 1920 年捷克作家卡雷尔〃卡佩克发表了科幻剧本 《罗萨姆的万能机器人》 。 在剧本中， 卡佩克把捷克语 “Robota” 写成了 “Robot” ， “Robota” 是奴隶的意思。 该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响， 引起了大家的广泛关注， 被当成了机器人一词的起源。
在该剧中，机器人按照其主人的命令默默地工作，没 有感觉和感情， 以呆板的方式从事繁重的劳动。 后来， 罗萨姆公司取得了成功，使机器人具有了感情，导致 机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中， 机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自 私和不公正，终于造反了，机器人的体能和智能都非 常优异，因此消灭了人类。 但是机器人不知道如何制造它们自己，认为它们 自己很快就会灭绝， 所以它们开始寻找人类的幸存者， 但没有结果。最后，一对感知能力优于其它机器人的 男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类，世界又 起死回生了。 卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖 问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的 问题。虽然科幻世界只是一种想象，但人类社会将可 能面临这种现实。 为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫 （Isaac.Asimov）于 1940 年提出了“机器人三原则” ： 1，机器人不应伤害人类； 2，机器人应遵守人类的命令， 与第一条违背的命 令除外； 3，机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除
外。 这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界 一直将这三原则作为机器人开发的准则。 在 1967 年日本召开的第一届机器人学术会议上， 就提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周 平提出的： “机器人是一种具有移动性、个体性、智能 性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等 7 个 特征的柔性机器” 。 从这一定义
出发， 森政弘又提出了 用自动性、 智能性、 个体性、 半机械半人性、 作业性、 通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等 10 个特性 来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有 如下 3 个条件的机器称为机器人： 1，具有脑、手、脚等三要素的个体； 2，具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息） 和接触传感器； 3，具有平衡觉和固有觉的传感器。 礼仪机器人 该定义强调了机器人应当仿人的含义，即它靠手 进行作业，靠脚实现移动，由脑来完成统一指挥的作 用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使 机器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机 器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的
不是工业机器人而是自主机器人。 机器人的定义是多种多样的，其原因是它具有一 定的模糊性。动物一般具有上述这些要素，所以在把 机器人理解为仿人机器的同时，也可以广义地把机器 人理解为仿动物的机器。 1988 年法国的埃斯皮奥将机器人定义为： “机器 人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作 业系统，并以此系统的使用方法作为研究对象” 。 1987 年国际标准化组织对工业机器人进行了定义： “工 业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能 完成各种作业的可编程操作机。” 中国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种 自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或 生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作 能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机 器”。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器 人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感 知、决策、行动和交互技术的结合。 随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深， 机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗 透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样 的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和
各种智能机器，如移动机器人、微机器人、水下机器 人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱 乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是 机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从 外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人 所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要 求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技 术开辟出更加广阔的发展空间。 中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和 应用是 20 世纪自动控制最有说服力的成就， 是当代最 高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发 展
成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应 用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术 的作用和影响。 中国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两 大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人 就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。 而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造 业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器 人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机 器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支 发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水
下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国 际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为 两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服 务与仿人型机器人，这和中国的分类是一致的。 机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的 问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与 追求却已有 3000 多年的历史。 人类希望制造一种像人 一样的机器，以便代替人类完成各种工作。 机器马车 西周时期，中国的能工巧匠偃师就研制出了能歌 善舞的伶人，这是中国最早记载的机器人。 春秋后期，中国著名的木匠鲁班，在机械方面也 是一位发明家，据《墨经》记载，他曾制造过一只木 鸟，能在空中飞行“三日不下” ，体现了中国劳动人民 的聪明智慧。 公元前 2 世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了 最原始的机器人──自动机。它是以水、空气和蒸汽 压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以 借助蒸汽唱歌。 1800 年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动 仪，而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里，车上 木人击鼓一下，每行十里击钟一下。
后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了 “木牛流马” ，并用其运送军粮，支援前方战争。 1662 年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自 动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。 1738 年，法国天才技师杰克〃戴〃瓦克逊发明了 一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食 和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化 而进行医学上的分析。 在当时的自动玩偶中，最杰出的要数瑞士的钟表 匠杰克〃道罗斯和他的儿子利〃路易〃道罗斯。1773 年， 他们连续推出了自动书写玩偶、 自动演奏玩偶等， 他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。 它们有的拿着画笔和颜色绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水 写字，结构巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。由于 当时技术条件的限制，这些玩偶其实是身高一米的
巨 型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂 尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两 只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐，现 在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。 19 世纪中叶自动玩偶分为 2 个流派，即科学幻想 派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找 到了自己的位置。1831 年歌德发表了《浮士德》 ，塑
造了人造人“荷蒙克鲁斯” ；1870 年霍夫曼出版了以 自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》 ；1883 年科洛迪 的 《木偶奇遇记》 问世； 1886 年 《未来的夏娃》 问世。 在机械实物制造方面，1893 年摩尔制造了“蒸汽人” ， “蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。 进入 20 世纪后， 机器人的研究与开发得到了更多 人的关心与支持， 一些适用化的机器人相继问世， 1927 年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人 “电报箱” ， 并在纽约举行的世界博览会上展出。 它是 一个电动机器人，装有无线电发报机，可以回答一些 问题，但该机器人不能走动。1959 年第一台工业机器 人（可编程、圆坐标）在美国诞生，开创了机器人发 展的新纪元。 现代机器人的研究始于 20 世纪中期， 其技术背景 是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。 自 1946 年第一台数字电子计算机问世以来， 计算 机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的 方向发展。 大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展， 其结果之一便是 1952 年数控机床的诞生。 与数控机床 相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定 了基础。
另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操 作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下， 美国原子能委员会的阿尔贡研究所于 1947 年开发了 遥控机械手，1948 年又开发了机械式的主从机械手。 1954 年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念， 并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机 器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器 人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现 机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。 作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是 1962 年美国 AMF 公司推出的“VERSTRAN”和 UNIMATION 公司推出的“UNIMATE” 。这些工业机 器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥 异，主要由类似人的手和臂组成。 1965 年，MIT 的 Roborts 演示了第一个具有视觉 传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。 1967 年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生 机构研究会） ，同年召开了日本首届机
器人学术会。 1970 年在美国召开了第一届国际工业机器人学术 会议。1970 年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普 及。 1973 年，辛辛那提〃米拉克隆公司的理查德〃豪
恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它 是液压驱动的，能提升的有效负载达 45 公斤。 到了 1980 年，工业机器人才真正在日本普及，故 称该年为“机器人元年” 。 随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本 也因此而赢得了“机器人王国的美称” 。 自治潜水器 随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使 机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机 器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。 由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。80 年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称 为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。 这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且 又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机 器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小 型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成 为了现实。 将机器人的技术 （如传感技术、 智能技术、 控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样 的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互 和融合又产生了“软件机器人” 、 “网络机器人”的名 称，这也说明了机器人所具有的创新活力。