刘兴亮 | 极简机器人发展史

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机器人不是人，是机器与人的概念组合，仿佛一台机器穿上了人皮。

听起来瘆得慌，但就是这么回事。

在人类的需求和想象中，机器人比任何其他工具都更能满足自身的欲望和需求。

这种长得像人的机器人，被称作「人型机器人」，其目的在于为人类提供非生产性服务。在更好的设想中，一个青春妩媚、肤如凝脂的女机器人不仅冰雪聪明、善解人意，而且力大无穷任劳任怨。她无所不知，无处不在，无往不胜。谁不想拥有呢？

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人类的科技发展史，就是一部让自己越来越省力和舒适的偷懒史。只有那些想要在单位时间内获得更多更好的服务和收获的人，才会费尽心思去改良生产工具和生产方式。机器人就是这种历史中一个全新的物种。

这一物种需要具备复杂的结构，能够根据自身的传感器并通过通信设备获得外部环境的信息，从而进行决策并完成相应的工作任务。这种在非结构化环境（总是变化的情境）中操作的能力，是服务型机器人与工业机器人之间最显著的区别，二者的发展是互为支撑的。

工业机器人更多做重复、精确的工作。服务型机器人必须在动态的、不可预测的场景中工作，每时每刻面对的是无法预测的新情况新任务，不能依赖固定的路径和动作，也很少重复性的行为。由此，它必须能够实时感知、理解、规划并安全地与人进行互动，根据人的指示和需求解决问题。

这其实挺难的。

现在的饭店、宾馆有许多送餐的机器人，端着食物和饮料坐电梯，穿过走廊，敲门，与客人对话，给人以温馨服务的新鲜感。看起来很简单，但是这样的机器人，也是历代科研人员投入大量的心血而反复实验才实现的。

机器人的历史发展期不是很长，但是对人类社会未来的形态，可能有非常长远、极其巨大的影响。这种影响实际上已经不断显现。

现在，我们回顾一下机器人发展的极简史：

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史前史

1495年左右，文艺复兴时期，达·芬奇绘制了一张人形机器人的草图，现在被称为莱昂纳多的机器人，在设计意图中，它能够坐起，挥动手臂，移动头部和下巴。

1920年，捷克科幻作家卡雷尔·恰佩克在剧本《罗索姆的万能机器人》中首次创造了「Robot」一词，将其描绘为能够替代人类劳动的「人造人」，这一概念迅速普及并深入人心。

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萌芽期

1928年，首批人形机器人之一埃里克（Eric）在伦敦模型工程师协会的年度展览会上亮相，并发表了演讲。该机器人由W.H.理查兹（W.H. Richards）发明，其框架由一个铝制装甲外壳组成，壳内装有11个电磁铁和一个由12伏电源供电的马达。这个机器人能够移动双手和头部，并可通过遥控器或语音控制。当时名声大震。

同在1928年，日本第一个机器人Gakutensoku由生物学家西村诚设计和制造。

1939年，被称为Elektro的人形机器人在纽约世界博览会上首次亮相。这个机器人由钢齿轮、凸轮和电机骨架组成，外面包裹着铝皮，身形巨大，能通过语音命令行走，会说大约700个单词，可以移动头部和手臂。当时很了不起。

1942年，美国科幻巨匠艾萨克·阿西莫夫在其短篇小说《小机》中首次提出著名的「机器人三定律」，即机器人不得伤害人类、必须服从人类（除非与第一定律冲突）、必须保护自己（除非与前两条定律冲突）。

1948年至1949年，英国布里斯托尔伯顿神经学研究所的威廉·格雷·沃尔特(William Grey Walter)发明了第一台具有复杂行为的电子自主机器人。这批机器人名为Elmer和Elsie，由于它们的形状和缓慢的运动速度，常被人称作「乌龟」。

1950年代，在科幻小说和电影中出现服务机器人形象，如《我，机器人》中的「罗比」，激发了普通民众对机器「助手」的想象和欲望。

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发展期

1954年，美国人乔治·德沃尔设计了世界上第一台可编程机器人，并注册了专利。

1959年，还是德沃尔，与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人，并成立了Unimation公司。这些里程碑标志着机器人技术从理论走向实际应用，为后续服务型机器人的发展奠定了坚实的工程基础。

1960年，美国SRI研发的「Shakey」被认为是世界上第一个具有移动能力和自主决策能力的机器人，虽然并非服务机器人，但奠定了服务型机器人发展的基础。

1978年，还是Unimation公司，推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。

1980年代，一些实验性家庭机器人（如日本的早期仿人形机器人）出现，但功能非常有限，主要用于展示，起概念推广作用。

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突破期

1990年代，随着计算机、传感器、伺服电机成本下降，服务型机器人开始有小规模商业尝试。例如日本开发出用于老人陪伴和简单照护的机器人。

1999年，索尼公司推出了AIBO机器狗，一种旨在成为家庭伴侣的机器人，具有情感和学习能力，为陪伴型机器人奠定了基础。

2000年，中国沈阳新松公司成立，旗下工业机器人产品于2001年前后投放市场，是中国第一家真正实现工业机器人产业化的企业。产品分类有工业机器人、移动机器人、特种机器人、洁净机器人、医疗服务机器人等，应用于汽车制造、电子、医药等多个领域。

2002年，iRobot公司推出Roomba扫地机器人，成为第一款真正取得商业成功的大众家用服务机器人，标志着服务型机器人的实用化起点。扫地机器人可能是机器人发展史上第一类全面进入家庭的产品。与此同时，医疗辅助型机器人也在起步，例如康复训练辅助机器人、手术助手机器人，如达芬奇系统等等。

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新时期

2012年是变革的一年，人工智能算法（尤其是深度学习）迅速提升了机器人的感知、规划和决策能力。新型机器人Baxter出现，它可以通过引导进行学习。工人可以教Baxter如何执行任务，只需让Baxter按照要求移动双手并记住这些动作即可。由此，Baxter可以被训练执行多项更复杂的任务。

同在2012年，软银机器人公司推出两款机器人：Pepper和NAO。其中，NAO自2008年以来广泛应用于教育领域，并在2012年后不断改进。Pepper也不断改进，于2014年更新后能够解读情绪，并在零售和酒店业进行了商业部署。

2013年，著名的波士顿动力公司推出机器人Atlas，因其令人震惊的敏捷性和平衡性而闻名于世。这款机器人到2020年代已经具备跑步、跳跃、跑酷和后空翻等能力，其功能特征聚焦于移动性能。这是一款运动型机器人。其仿品也层出不穷。

从2015年开始，中国、韩国和欧洲加速了人形机器人的研发。尤其是中国的机器人在应用领域层出不穷，不仅有扫地机器人、送餐机器人，还有中国特色的切菜、削面乃至配菜机器人，服务型机器人全面开花，大放其彩。

2016年，美国CES展会上，中国九号公司Segway Robotics推出了一款概念原型机器人Hoverbutlerbot，此后，九号机器人不断更新迭代，在配送服务领域一马当先。

同在2016年，总部位于香港的汉森机器人公司发布Sophia，这款漂亮的机器人能够模仿人类的表情和语言，迅速引起轰动。大家应该记得，由于该机器人在2017年获得沙特阿拉伯公民身份，一时热议沸腾，大家讨论机器人是不是能拥有国籍和身份属性。

2018年，中国的悟空机器人在第四届世界机器人大会亮相，这是一款由优必选联合腾讯叮当共同研发的便携式智能机器人，支持语音互动、人脸识别、物体识别、智能拍照等功能，具备人机交互能力，可应用于家庭、社交、教育、办公等多个场景。

2021年，中国杭州宇树科技发布了第一款产品Go1，其定位类似于波士顿动力的机器狗Spot。三年后，宇树科技发布公司的第一款全尺寸人形机器人H1，并展示了原地后空翻等高难动作，以及步态稳定系统抵抗外力干扰的能力。这款机器人参加了众多晚会表演。

2022年，在特斯拉位于德克萨斯州的Giga工厂举行的CyberRodeo活动上，机器人擎天柱发布。随后，第二代擎天柱的视频在一年后被展示，据马斯克声称，擎天柱机器人将在2025年量产。

同在2022年，中国小米公司旗下CyberOne全尺寸人形仿生机器人亮相，昵称「铁大」，具有高情商、可感知人类情绪，视觉敏税、可对真实世界三维虛拟重建，能实现双足运动姿态平衡，四肢强健，具有动力峰值扭矩300Nm等领先能力。

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展望

近二十年，机器人经历了几个变化：家用机器人升级，如扫地机器人具备地图规划、自主避障；物流机器人兴起；送餐、巡逻机器人在酒店、医院、校园、商场等区域广泛投入使用。

未来，随着人工智能的强势崛起，新型材料的发现和应用，机器人的发展将迎来一次前所未有的突破。我们过去在科幻电影中看到的能够与人交流情感，在生活中进行全面互动的机器人或许正在酝酿之中。

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