
《机器人简史(第二版)》将向读者展现一个绚丽多姿的机器人世界。在这本书里,你不但可以看到指南车、记里鼓车、自动玩偶等古代机器人,还可以领略当今阿特拉斯(Atlas)、阿西莫(Asimo)、达芬奇等机器人的风采。在全面系统地了解现代机器人家族之后,你还可以看到一些将在未来陪伴我们的高度智能化的机器人。尽管这些与我们高度相像,能与我们交流互动的机器人将不可避免地走入日常生活中,但我们是否能从心底里真正接受他们?机器人到底是我们的朋友还是敌人?他们将如何改变我们的世界?世界各主要国家是如何看待机器人的?相信大家在本书中会找到上述问题的答案的。
序言 把握发展机遇 构筑制造强国梦 人类对科技的执着向往矢志不渝。创造一种自动装置进行劳作和服 务,提升生产效率,改善生活质量,是各国科技工作者的夙愿。从简单 的工具到复杂的机器,再到全面交互和智能感知于一体,机器人的发展 凝聚着全人类的匠心智慧和无限想象。巴比伦的计时漏壶、古希腊的自 动机、中国的记里鼓车等都是古代自动装置中的精妙之作。三次工业革 命让机器生产从无到有,从蒸汽驱动到电力驱动,从人工控制到自动控 制,使人类社会发生了翻天覆地的变化。机器人已经成为制造业皇冠顶 端的明珠。 当前新一轮科技革命和产业变革蓄势待发,特别是新一代信息技术、 新材料技术、新能源技术的快速发展,正在培育全球经济发展新动能。 机器人是各种先进技术的深度融合,是提高生产效率和产品质量、提升 生活水平的重要工具,也将是智能社会、智慧地球发展中不可或缺的重 要支撑。人工智能将赋予机器人自主决策、自我控制能力,甚至使其像 人一样思考和想象,进而成为人类未来生产和生活中的重要伙伴。总之, 机器人的快速发展将极大解放劳动力,不断创造、聚合生产要素,将成 为人类文明进步的又一重要标志。 机器人技术及产业将深刻影响全球制造业的形态与格局。以机器人 带动社会要素创新,增加就业岗位、拉动经济增长,是世界各国的共同 战略与目标。纵观当今科技、产业发展态势和主要国家的战略走向,机 器人技术及应用已成为必争领域和未来竞争的制高点。美国先进制造伙 伴计划、德国“工业4.0”战略、日本《机器人新战略》以及《中国制造 2025》,都将机器人产业作为发展的重要方向,折射出各国在新的机遇中 争夺竞争新优势的决心。 经过近40 年的发展,我国已基本形成了通盖整个机器人产业链的技 术研究和产品开发能力,成为全球最大的机器人需求国。机器人已广泛 应用于工业生产各个方面,在医疗、娱乐、教育、救援等民生领域,机 器人也正在成为服务民生的新兴载体。但也要看到,同发达国家相比, 我们还有很大的差距,产业链主要环节技术成熟度较低、产业化能力偏 弱,自主品牌机器人本体和关键零部件技术质量水平不高,品牌认知度 低,市场培育还有待时日。 我国正处于全面建成小康社会的决胜阶段。集中力量发展机器人产 业,对国民经济调结构、转方式、提质增效升级,对推动我国由制造大 国向制造强国转变,具有十分重要的意义。习近平总书记明确指出,机 器人的研发、制造、应用,是衡量一个国家科技创新和高端制造业水平 的重要标志;不仅要把我国机器人水平提高上去,而且要尽可能多地占 领市场;要审时度势,全量考虑,抓紧谋划,扎实推进。我们要深入贯 彻落实习总书记重要指示精神,以创新驱动为引领,抓住工业化与信息 化深度融合的发展机遇,进一步加强基础理论和共性技术研究,提升自 主品牌机器人和关键零部件产业化能力,推进共性技术攻关,加强应用 示范,建立完善试验验证和标准体系建设,实现我国机器人技术与产业 的跨越发展,努力成为全球机器人技术与产业发展新高地,为全面建成 小康社会、实现中华民族伟大复兴的中国梦增添新动力。 在2015 世界机器人大会即将召开之际,中国电子学会精心编著了这 本《机器人简史》,为产业界人士和社会各界读者全面了解机器人发展情 况打开了一扇窗口。 苗 圩 2015 年11 月9 日 前言 人类在地球这颗蔚蓝色星球上已经生存了300 万年。在创造出辉煌灿烂文明的同时, 我们不免仰望星空感叹,作为世间万物的灵长,人类是否太过孤独?我们一直不曾割舍对 地外文明的想象,科学家们也尽其所能苦苦搜寻,但至今仍未找到与我们类似的智慧生物。 既然苦寻无果,那为何不自己动手创造?机器人,就是人类创造的智能体。 对20 世纪80 年代之后出生的人来说,机器人并不陌生。《变形金刚》《铁臂阿童木》 《哆啦A 梦》等伴随他们成长的许多动画片中都有机器人的身影。这些动画片中的机器 人,或拯救人类于水火,或解救主人于困境,为小观众们树立了一个个善良、正义、坚 韧、勇敢的形象。对于小观众们来说,谁不想拥有一个属于自己的“大黄蜂”或“哆啦 A 梦”呢?谁不想成为“擎天柱”“阿童木”那样的英雄呢?也正因为如此,这些动画片 连同机器人形象已植根于那一代人的内心深处,成为他们最值得回味的集体记忆之一。 进入21 世纪以来,在新一轮科技革命与产业变革的聚合推动下,机器人与物联网、 大数据、人工智能等技术融合发展,不仅在制造业领域发挥着关键作用,在医疗、康 复、娱乐、教育、家政、国防、安保、救援等领域也扮演重要角色。人类正在迈入机器 人时代。 本书将带你走入机器人的世界,发掘它们的历史,摸清它们的现状,探索它们的未来。 那么,从现在开始,让我们进入书中慢慢品味吧!
第1 章 源远流长的机器人发展史 / 1 1.1 古代的机器人 / 1 1.神奇的指南车 / 1 2.水与壶的传奇 / 2 3.有趣的自动玩偶 / 5 4.澎湃的机器时代 / 7 1.2 现代的机器人 / 9 1.需求推动下的重生 / 9 2.机器人王国的繁荣 / 11 3.中国机器人的崛起 / 12 第2 章 多姿多彩的现代机器人 / 15 2.1 工业机器人 / 15 1.火花中的生产者 / 15 2.工厂里的整容高手 / 18 3.可怜的巴克特先生 / 19 4.勤勤恳恳的装卸工 / 20 5.工业产品的喷涂师 / 21 6.人与机器协作生产 / 22 7. 微型制造的能手 / 24 2.2 服务机器人 / 25 1.家务活儿的好帮手 / 25 2.贴心的护理机器人 / 26 3.表演娱乐界的新星 / 28 4.寓教于乐的机器人 / 29 5.城市的公共服务者 / 31 6.无人驾驶带君出行 / 32 7.展翅翱翔的无人机 / 33 8.现实世界的钢铁侠 / 35 9.逼真的仿人机器人 / 37 2.3 特种机器人 / 41 1.机器人医生 / 41 2.勤劳的农夫 / 44 3.太空漫步者 / 45 4.海中精灵 / 47 5.机甲勇士 / 48 6.安全卫士 / 51 7.机器动物 / 53 第3 章 机器人技术面面观 / 59 3.1 工业机器人 / 59 1.系统构成 / 59 2.驱动系统 / 61 3.感知系统 / 62 4.关键基础部件 / 63 5.操作系统 / 65 6.性能评判指标 / 65 3.2 人工智能 / 66 1.什么是人工智能 / 66 2.曲折的发展历程 / 67 3.计算机视觉 / 68 4.机器学习 / 69 5.自然语言处理 / 69 6.语音识别 / 70 3.3 其他技术 / 70 1.仿生技术 / 71 2.仿真技术 / 71 3.新材料技术 / 72 第4 章 机器人世界的角逐 / 75 4.1 国家逐鹿机器人 / 76 1. 先知先觉的美国 / 76 2.专注制造的德国 / 77 3.创新驱动的日本 / 78 4.奋起直追的法国 / 79 5.雄心勃勃的韩国 / 79 6.开拓进取的中国 / 80 4.2 科技巨头的较量 / 81 1.Alphabet / 81 2. 亚马逊 / 83 3.Facebook / 85 4.优步 / 86 5.微软 / 86 第5 章 人与机器的情感纠葛 / 89 5.1 屏幕中的人机情仇 / 89 1.“Robot ”一词的由来 / 89 2.早期荧屏中的怪物 / 90 3.三定律之后的机器人 / 91 5.2 四个机器人伦理问题 / 93 1.半机械人还是不是人 / 93 2. 机器人是否应有道德规范 / 94 3.机器人能否成为人类伴侣 / 94 4.人工智能是否将取代人类 / 95 结 语 / 107
中国电子学会(Chinese Institute of Electronics) 是由电子信息界的科技工作者和有关企事业单位自愿结成、依法登记的学术性、非营利性的全国性法人社团,是中国科学技术协会的组成部分,中国电子学会总部是工业和信息化部直属事业单位。中国电子学会于1962年在北京成立,现在拥有个人会员10万余人,团体会员600多个,专业分会45个,工作委员会8个,编委会1个和一个百人的办事机构。30个省、自治区、直辖市设有地方学会组织。__eol__中国电子学会的宗旨是团结和动员电子信息科技工作者,遵守宪法、法律、法规和国家政策,遵守社会道德贵规范;尊重知识,尊重人才,积极倡导"团结、创新、求实、奉献”的精神,促进电子信息科学技术的繁荣和发展,促进电子信息科学技术的普及和应用,促进电子信息科学技术人才的成长和提高,促进电子信息科学技术与经济的结合,为社会主义物质文明和精神文明建设服务;反映电子信息科技工作者的意见,维护电子信息科技工作者的合法权益,为电子信息科技工作者服务。__eol__ 中国电子学会的主要任务是开展国内外学术、技术交流;开展继续教育和技术培训;普及电子信息科学技术知识,推广电子信息技术应用;编辑出版电子信息科技书刊;开展决策、技术咨询,举办科技展览;研究和推荐电子信息技术标准;接受委托评审电子信息专业人才技术人员技术资格,鉴定和评估电子信息科技成果;发现,培养和举荐人才;奖励优秀电子信息科技工作者。__eol__