1.1 發展歷程

智能機器人是最復雜的機器人，也是人類最渴望能夠制造出來的機器朋友。然而要制造出一臺智能機器人并不容易，僅僅是讓機器模擬人類的行走動作，科學家們就要付出數十甚至上百年的努力。

1920年，捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說中，根據Robota（捷克文，原意為“勞役、苦工”）和Robotnik（波蘭文，原意為“工人”），創造出了“機器人（Robot）”這個詞。

1939年，美國紐約世博會上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會說77個單詞，甚至可以抽煙，不過離真正干家務活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。如圖1-2所示為家用機器人Elektro。

1942年，美國科幻巨匠阿西莫夫提出了“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說里的創作，但后來成為了學術界默認的研發原則。

1948年，諾伯特·維納出版了《控制論——關于在動物和機器中控制和通信的科學》，闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經、感覺機能的共同規律，率先提出以計算機為核心的自動化工廠。

1954年，在達特茅斯會議上，馬文·明斯基提出了他對智能機器人的看法“智能機器人能夠創建周圍環境的抽象模型，如果遇到問題，能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個定義影響了之后30年智能機器人的研究方向。

1956年，美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人，并注冊了專利。它的機械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。

1959年，德沃爾與美國發明家約瑟夫·英格伯格聯手制造出第一臺工業機器人。隨后，成立了世界上第一家機器人制造工廠——Unimation公司。由于英格伯格對工業機器人的研發和宣傳，他也被稱為“工業機器人之父”。

1962年，美國AMF公司生產出VERSTRAN （意思是萬能搬運），與 Unimation 公司生產的Unimate 一樣成為真正商業化的工業機器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機器人及其研究的熱潮。如圖1-3所示為機器人VERSTRAN。

1962年—1963年，傳感器的應用提高了機器人的可操作性。人們試著在機器人上安裝各種各樣的傳感器，包括1961年恩斯特采用的觸覺傳感器，1962年托莫維奇和博尼在世界上最早的“靈巧手”上用到的壓力傳感器。而1963年，麥卡錫則開始在機器人中加入視覺傳感系統，并在1964年幫助麻省理工學院推出了世界上第一個帶有視覺傳感器，能識別并定位積木式的機器人系統。

1965年，約翰·霍普金斯大學應用物理實驗室研發出Beast機器人。Beast已經能通過聲吶系統、光電管等裝置，根據環境校正自己的位置。20世紀60年代中期開始，美國麻省理工學院、斯坦福大學、英國愛丁堡大學等陸續成立了機器人實驗室。美國興起研究第二代帶傳感器、“有感覺”機器人的熱潮，并向人工智能領域進發。如圖1-4所示為機器人Beast。

1968年，美國斯坦福研究所公布他們研發成功的機器人Shakey。它帶有視覺傳感器，能根據人的指令發現并抓取積木，不過控制它的計算機有一個房間那么大。Shakey可以算是世界上第一臺智能機器人，同時拉開了第三代機器人研發的序幕。

1969年，日本早稻田大學加藤一郎實驗室研發出第一臺可以雙腳走路的機器人。加藤一郎長期致力于研發仿人機器人，被譽為“仿人機器人之父”。日本科學家一向以研發仿人機器人和娛樂機器人的技術見長，后來更進一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。

1973年，世界上第一次機器人和小型計算機攜手合作，誕生了美國Cincinnati Milacron公司的機器人T3。

1978年，美國Unimation公司推出通用工業機器人PUMA，這標志著工業機器人技術已經開始成熟。PUMA至今仍然工作在工廠第一線。

1984年，英格伯格推出機器人HelpMate，這種機器人能在醫院里為病人送飯、送藥、送紙質郵件。他還預言：“我要讓機器人擦地板，做飯，出去幫我洗車，檢查安全。”

1990年，中國著名學者周海中教授在《論機器人》一文中預言：“到二十一世紀中葉，納米機器人將徹底改變人類的勞動和生活方式。”

1998年，丹麥樂高公司推出機器人（Mind-storms）套件，讓機器人制造變得跟搭積木一樣，相對簡單又能任意拼裝，使機器人開始走入個人世界。

1999年，日本索尼公司推出犬型機器人愛寶（AIBO），當即銷售一空，從此娛樂機器人成為機器人進入普通家庭的途徑之一。如圖1-5所示為犬型機器人AIBO。

2002年，美國iRobot公司推出了掃地機器人Roomba。在房間之間，它能避開障礙，自動設計行進路線掃地清污，還能在電量不足時，自動駛向充電座進行充電。Roomba是目前世界上銷量最多、最商業化的家用掃地機器人。

2003年，機器人參與火星探測計劃。火星探測計劃是一個正在進行的探索火星的太空任務。兩臺漫游者機器人于2003年著陸火星，完成探索火星表面和地質任務，如圖1-6所示為漫游者機器人。同年，德國庫卡公司（KUKA）開發出第一臺娛樂機器人Robocoaster。

2004年，日本安川（Motoman）機器人公司開發了改進的機器人控制系統（NX100），它能夠同步控制四臺機器人，可達38軸。

2007 年，德國庫卡公司（KUKA）推出了 1000 公斤有效載荷的遠距離機器人和重型機器人，它大大擴展了工業機器人的應用范圍。

2008年，日本發那科（FANUC）公司推出了一個新的重型機器人M-2000iA，其有效載荷約達1200公斤。同年，世界上第一例機器人切除腦瘤手術成功，施行手術的是卡爾加里大學醫學院研制的“神經臂”。

2009 年，瑞典 ABB 公司推出了世界上最小、速度最快的多用途六軸工業機器人IRB120。

2010年，德國庫卡公司（KUKA）推出了一系列新的貨架式機器人（Quantec），該系列機器人擁有KR C4機器人控制器。

2011年，第一臺仿人型機器人進入太空。

2014 年，英國雷丁大學的研究表明，有一臺超級計算機成功讓人類相信它是一個 13歲的男孩兒，從而成為有史以來首臺通過“圖靈測試”的機器人。

2015年，中國研制出了世界上首臺自主運動可變形的液態金屬機器人。同年，世界級“網紅”——Sophia（索菲亞）誕生。

2017年10月26日，索菲亞在沙特阿拉伯首都利雅得舉行的“未來投資倡議”大會上獲得了沙特公民身份，也是史上首位獲得公民身份的機器人，如圖1-7所示為機器人索菲亞。同時，全球首款社交機器人Jibo與會翻跟頭的人形機器人Atlas隨之出現。