第二章
人形機器人簡史

人形機器人的發展史交織著神話傳說、藝術創造、科技創新和人類永恒的好奇心。從最初模仿生命的機械裝置，到現代精密的人形機器人，這段歷程折射出人類通過創造來認知自我的執著追求。本章將探討人形機器人的悠久歷史，追溯其起源，梳理機器人技術的演進脈絡，剖析AI的誕生歷程，致敬那些敢于將夢想變為現實的先驅者。我們還將剖析改變行業格局的里程碑項目，并以本田的阿西莫作為案例——這項工程堪稱照亮現代科技道路的標桿之作。

一、早期自動機器與機械奇跡

人類對復刻自身形態與機能的熱忱可追溯至數千年前。在古希臘神話中，匠神赫菲斯托斯鑄造了守衛克里特島的青銅巨人塔羅斯；皮格馬利翁傳說則講述了一位雕塑家愛上自己雕刻的少女雕像，最終愛神阿芙洛狄忒賦予雕像生命的浪漫故事。

亞歷山大里亞的希羅（公元1世紀）是早期自動機器的先驅。他在《氣動力學》中介紹了由蒸汽、氣壓和液壓驅動的機械設備。他的發明包括機械劇場和能倒酒的人形雕像，這充分展示了古代工程師的智慧。

從中世紀至文藝復興時期，對機械生命的研究再度興起。12世紀，伊斯蘭發明家加扎利設計了帶有人形裝置的水鐘。1495年，達·芬奇繪制的機械騎士草圖顯示，該裝置已能實現坐立、擺臂及頭部運動。盡管無法證實是否有人按照該設計制成實物，但該機械結構已充分體現出對人體工學的深刻理解。

18世紀的啟蒙運動時期，令歐洲貴族驚嘆的自動機器迎來黃金時代。瑞士鐘表匠雅克德羅父子制作的“書寫者”“音樂家”“繪圖師”三款自動機器，能完成書法創作、樂器演奏和繪畫臨摹。這些既具藝術價值又突破工程極限的發明，為現代機器人技術奠定了機械傳動與控制系統的理論基礎。

這些早期自動裝置的發明凝聚著藝術匠心與工程智慧，承載著人類復刻生命的渴望。它們奠定了機械學和控制系統的基本原理，而這些原理在數百年后被廣泛應用于機器人學領域。

二、機器人技術的演進

18—19世紀的工業革命掀起了前所未有的機械化浪潮。蒸汽機與自動織布機徹底改變了生產方式，為現代機器人技術奠定了基礎。然而，“機器人”這一術語直到20世紀才正式出現。

1920年，卡雷爾·恰佩克在戲劇《羅素姆萬能機器人》中首次使用“robot”一詞（該詞源自捷克語“robota”，意為苦役）。該戲劇探討的工業化、人性異化與人工生命倫理等議題，至今仍具現實意義。

20世紀中葉，機器人技術迎來重大突破。1954年，喬治·德沃爾發明了首臺可編程機械臂尤尼梅特。他與約瑟夫·恩格爾伯格創立了全球首家機器人公司Unimation。1961年，通用汽車率先采用尤尼梅特機械臂處理高溫金屬部件，這一舉措標志著工業機器人時代的正式開啟。

20世紀60—70年代是探索實驗的黃金期。1966年，斯坦福國際研究所開發的Shakey機器人成為首個具備行動推理能力的移動機器人。這臺由房間大小的計算機控制的裝置，已能實現室內導航、避障和路徑規劃，在機器人自主行為領域實現了重大突破。

日本為機器人技術賦予了獨特的文化內涵。川崎和發那科等企業將機器人廣泛應用于制造業，工程師不僅注重機器人的功能實現，更追求形態美感，從而推動了人形外觀與運動機器人的研發進程。

20世紀80年代，微處理器與傳感器的應用使機器人性能得到大幅提升。麻省理工學院羅德尼·布魯克斯團隊開發的Genghis機器人，展現出昆蟲式運動與應激行為特征，引領了基于行為的機器人研究潮流。

步入數字時代，機器人技術突破工業范疇。個人電腦、互聯網與AI的興起開辟了新的應用方向，機器人開始進入家庭、醫院與娛樂場所，為當代人形機器人的研發奠定了基礎。

三、AI的誕生

AI作為一門學科，旨在研究如何讓機器人執行那些需要人類智能才能完成的任務。1956年的達特茅斯會議被視為AI誕生的標志。在這次會議上，約翰·麥卡錫、馬文·明斯基和克勞德·香農等研究人員齊聚一堂，共同探討機器智能的可能性。

早期的AI研究主要聚焦在符號推理和問題解決領域。邏輯理論家（Logic Theorist）和一般問題解決器（General Problem Solver）等程序的出現表明，機器可以通過操縱符號來解決數學證明問題。然而，當時計算能力的限制以及人類對自身認知理解的不足，阻礙了AI的發展。

20世紀80年代，專家系統應運而生，這是一種模擬人類專家決策能力的AI程序。但這些系統存在局限性，在常識推理方面表現欠佳。人們逐漸意識到，智能不僅包括邏輯推理，還涉及感知、學習以及與外界的互動。

基于這一認識，20世紀90年代至21世紀初，人們對神經網絡和機器學習展開了深入探索。通過模仿人類大腦的神經網絡構建計算結構，AI系統開始從數據中進行學習。1997年，IBM（國際商業機器）公司的“深藍”計算機擊敗國際象棋大師加里·卡斯帕羅夫，這一具有里程碑意義的成就展現了AI的巨大潛力。

AI與機器人技術的融合成為必然趨勢。真正具有自主性的機器人，需要具備感知環境、從經驗中學習并做出決策的能力，而這些正是AI的核心要素。隨著AI算法的不斷進步，加上傳感器和處理器的改進，機器人能夠在復雜環境中自主導航，并與人類進行更自然的交互。

AI的發展為人形機器人賦予了認知能力，使機器從單純的可編程工具轉變為能夠適應環境并自主學習的實體，這是實現人形機器人的關鍵一步。

四、人形機器人先驅者

人形機器人的發展，離不開那些勇于突破技術與想象界限的先驅者。

·早稻田大學WABOT項目：20世紀70年代，加藤一郎教授團隊研制出首個全尺寸智能人形機器人WABOT-1，它具備行走、抓握和日語對話能力。1984年推出的WABOT-2，能像人類一樣靈活地彈奏鋼琴。

·漢斯·莫拉維克：作為移動機器人和AI領域的先驅，莫拉維克于20世紀80年代在卡內基梅隆大學的研究重點是機器人的空間理解。他提出的關于機器人進化和AI未來的理論，對技術發展和關于機器智能的哲學討論都產生了重要影響。

·羅德尼·布魯克斯：在麻省理工學院，布魯克斯以基于行為的機器人技術挑戰了傳統的AI方法。其開發的包容式架構強調與現實世界的互動，而非符號推理。這推動了Cog和Kismet等機器人的研發，它們探索了人類感知與社會互動機制。

·辛西婭·布雷齊爾：作為布魯克斯的學生，她開創了社交機器人領域的研究。其作品Kismet通過表情與情感反應研究人機交互，為社交機器人的發展奠定了基礎。

·森政弘：他因在1970年提出“恐怖谷”假說而聞名，研究了人類根據機器人與人類的相似程度而對機器人產生的情感反應。這項研究對人形機器人設計具有深遠影響，強調在仿生特征設計中保持平衡的重要性。

·石黑浩：作為當代機器人領域的代表人物，石黑浩以研制高度逼真的仿生機器人而聞名，其中包括以自己為原型打造的復制機器人。他的研究模糊了人類與機器的界限，引發了關于身份認同、意識本質以及“何以為人”等問題的深刻思考。

這些先驅者以及其他眾多貢獻者，提供了基礎理論知識、創新設計和哲學思考。在他們的共同努力下，人形機器人從理論概念走向現實，為我們如今看到的先進機器人奠定了基礎。

五、突破性項目與原型

若干標志性項目推動人形機器人取得了跨越式發展。

·本田阿西莫（2000年）：“先進創新移動機器人”阿西莫堪稱行業標桿，具備行走、奔跑、爬梯、人臉識別與語音識別能力，展現了運動控制與交互技術的完美融合。

·索尼QRIO（2003年）：作為娛樂機器人，它具備跳舞、語音識別、社交互動等能力。盡管目前已停產，但它在運動和行為方面的算法對消費級機器人的發展產生了影響。

·波士頓動力阿特拉斯（2013年）：以驚人的敏捷度和平衡性而聞名，可穿越崎嶇地形、完成后空翻動作、負載重物，其開發主要面向搜救任務。

·軟銀佩珀（2014年）：作為首款社交機器人，它能解讀人類情緒，與人們進行對話交流。它主要應用于零售與服務業，憑借親民設計拓寬了人形機器人的應用場景。

·漢森索菲亞（2016年）：以逼真的外觀與出色的表現力獲得國際關注，搭載了先進的AI算法，可進行深度對話。它甚至還獲得了沙特阿拉伯公民身份，這一象征性舉動引發了關于機器人權利和人格的廣泛討論。

·敏捷機器人公司Digit（2019年）：作為雙足物流機器人，它能搬運包裹和自主導航，展現了人形機器人在商業領域的實際應用。

這些項目都開辟了新的領域，解決了移動性、交互性和功能性方面的難題。作為重要的里程碑項目，它們不僅激勵著持續的創新，還重塑了公眾對機器人能力的認知。

六、案例研究：阿西莫的發展歷程

本田公司的阿西莫是人形機器人領域的一項標志性成就，它體現了數十年的研究成果、創新理念，以及對復制人類動作和交互行為的不懈追求。

起源與發展

20世紀80年代，在本田宗一郎“改善人類移動能力”愿景的驅動下，本田公司啟動了機器人研發項目。研發團隊認識到，雙足行走是實現適應人類環境的關鍵，早期從E0至E6原型機的研發聚焦于步態穩定性，攻克了維持運動平衡的核心技術——零力矩點（Zero Moment Point，ZMP）控制理論。1993年問世的P系列機器人首次配備上身結構，實現了物體操作功能。

首次亮相

2000年，身高120厘米的阿西莫正式發布。其設計充分考慮了人類空間的適配性，行走速度達1.6千米/時，奔跑速度6千米/時，創造了當時的技術紀錄。

創新突破

在運動控制方面：通過復雜的算法協調肢體運動，以適應地形變化。

在環境感知方面：搭載傳感器與視覺系統，能夠識別人體姿態與移動物體。

在自主行為方面：具備低電量自動充電功能，執行任務無需持續指令。

在多語言交互方面：支持多國語言，提升全球適用性。

行業影響

阿西莫成了全球機器人技術的形象大使。它走進學校、參加會議，還在媒體上頻頻亮相，激發了人們對科學、技術、工程和數學（STEM）領域的興趣。其友好的設計和強大的功能改變了公眾對機器人的看法，讓人們將機器人視為有益的伙伴，而非冰冷的機器。在技術層面，阿西莫推動了執行器設計、控制系統和AI融合方面的發展，不僅影響了后續的機器人設計，還為假肢和人類生物力學研究提供了參考。

挑戰與局限

盡管阿西莫取得了諸多進展，但仍面臨一些限制。高昂的生產成本和專業的維護要求，阻礙了它的大規模推廣。此外，其交互行為是預先編程設定的，這限制了它實現真正的自主性。

退役與未來

2018年，本田公司宣布停止對阿西莫機器人的研發，轉而將相關技術應用于更具實用性的領域，如老年人護理和災害響應。阿西莫所積累的技術成果，繼續為本田在自動駕駛和機器人技術研究方面貢獻力量。

阿西莫在歷史上的地位

阿西莫體現了機械工程、計算機科學和人類中心設計的融合。它證明了持續創新的力量，并激勵了一代代工程師和機器人學家繼續探索人形機器人的前沿領域。