機(jī)器人基礎(chǔ)知識
機(jī)器人的歷史并不算長,1959年美國英格伯格和德沃爾制造出世界上第一臺工業(yè)機(jī)器人,機(jī)器人的歷史才真正開始。
英格伯格在大學(xué)攻讀伺服理論,這是一種研究運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)如何才能更好地跟蹤控制信號的理論。德沃爾曾于1946年發(fā)明了一種系統(tǒng),可以“重演”所記錄的機(jī)器的運(yùn)動(dòng)。1954年,德沃爾又獲得可編程機(jī)械手專利,這種機(jī)械手臂按程序進(jìn)行工作,可以根據(jù)不同的工作需要編制不同的程序,因此具有通用性和靈活性,英格伯格和德沃爾都在研究機(jī)器人,認(rèn)為汽車工業(yè)最適于用機(jī)器人干活,因?yàn)槭怯弥匦蜋C(jī)器進(jìn)行工作,生產(chǎn)過程較為固定。1959年,英格伯格和德沃爾聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機(jī)器人。
機(jī)器人分類
機(jī)器人的分類關(guān)于機(jī)器人如何分類,國際上沒有制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn),有的按負(fù)載重量分,有的按控制方式分,有的按自由度分,有的按結(jié)構(gòu)分,有的按應(yīng)用領(lǐng)域分。一般的分類方式:
示教再現(xiàn)型機(jī)器人
通過引導(dǎo)或其它方式,先教會機(jī)器人動(dòng)作,輸入工作程序,機(jī)器人則自動(dòng)重復(fù)進(jìn)行作業(yè)。
數(shù)控型機(jī)器人
不必使機(jī)器人動(dòng)作,通過數(shù)值、語言等對機(jī)器人進(jìn)行示教,機(jī)器人根據(jù)示教后的信息進(jìn)行作業(yè)。
感覺控制型機(jī)器人
利用傳感器獲取的信息控制機(jī)器人的動(dòng)作。
適應(yīng)控制型機(jī)器人
機(jī)器人能適應(yīng)環(huán)境的變化,控制其自身的行動(dòng)。
學(xué)習(xí)控制型機(jī)器人
機(jī)器人能“體會”工作的經(jīng)驗(yàn),具有一定的學(xué)習(xí)功能,并將所“學(xué)”的經(jīng)驗(yàn)用于工www.ishadingyu.com作中。
智能機(jī)器人
以人工智能決定其行動(dòng)的機(jī)器人。
我國的機(jī)器人專家從應(yīng)用環(huán)境出發(fā),將機(jī)器人分為兩大類,即工業(yè)機(jī)器人和特種機(jī)器人。所謂工業(yè)機(jī)器人就是面向工業(yè)領(lǐng)域的多關(guān)節(jié)機(jī)械手或多自由度機(jī)器人。而特種機(jī)器人則是除工業(yè)機(jī)器人之外的、用于非制造業(yè)并服務(wù)于人類的各種先進(jìn)機(jī)器人,包括:服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、娛樂機(jī)器人、軍用機(jī)器人、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)器人化機(jī)器等。在特種機(jī)器人中,有些分支發(fā)展很快,有獨(dú)立成體系的趨勢,如服務(wù)機(jī)器人、水下機(jī)器人、軍用機(jī)器人、微操作機(jī)器人等。目前,國際上的機(jī)器人學(xué)者,從應(yīng)用環(huán)境出發(fā)將機(jī)器人也分為兩類:制造環(huán)境下的工業(yè)機(jī)器人和非制造環(huán)境下的服務(wù)與仿人型機(jī)器人,這和我國的分類是一致的。
機(jī)器人會不會全面超越人類,機(jī)器人會不會成為人類的顛覆者,機(jī)器人科學(xué)的發(fā)展對人類是禍還是福?這些問題早已超越了機(jī)器人科學(xué)工作者思考的范疇。隨著機(jī)器人科學(xué)的發(fā)展,有關(guān)倫理的、社會的、哲學(xué)的思考越來越多。雖然現(xiàn)在機(jī)器人都還只是工具,但我們不能永遠(yuǎn)把機(jī)器人簡單地當(dāng)作是一種工具,因?yàn)樗衅渌ぞ咚痪邆涞娜祟愄卣鳎褐悄苄。或許有一天,人類必須思考:
人,人將變?yōu)闄C(jī)器;有了機(jī)器人,人仍然是主人
一、機(jī)器人會成為生物嗎?
關(guān)于機(jī)器人的定義,現(xiàn)在還沒有準(zhǔn)確的說法。不過,從現(xiàn)有的機(jī)器人來看,機(jī)器人肯定還只是機(jī)器,F(xiàn)有的機(jī)器人都只是仿人的機(jī)器。比如說,汽車生產(chǎn)流水線上的焊接機(jī)器人,它雖然可以比人還有效率,但它終究還是個(gè)機(jī)器,就跟洗衣機(jī)或是電風(fēng)扇一樣,代替了人們某些方面的工作。按照恩格斯的說法,工具就是人的某種器官的延伸,F(xiàn)有的機(jī)器人也只是人的某種或某幾種器官的延伸,因而也只是工具。
不管人的定義是怎樣的,起碼有一點(diǎn)是肯定的,人首先是生物,這是人之所以成其為人的物質(zhì)基礎(chǔ)。機(jī)器人會不會是生物呢?現(xiàn)有的機(jī)器人大都是金屬、導(dǎo)線和硅晶體的產(chǎn)物,肯定不是生物,以后的機(jī)器人會不會是呢?我們現(xiàn)在無從判斷。從物質(zhì)成份上來說,人體所包含的元素、比例、結(jié)構(gòu)方式等或許有一天都可以被復(fù)制。不過,我想,有一個(gè)問題是,即使人工可以制造出肌肉、神經(jīng)、骨骼、血液、皮毛等,但是不是可以把這些東西組合在一起成為一個(gè)人呢?這首先是一個(gè)問題。在這方面,靈長的猿猴最接近,豬狗、蟲魚甚至花草都比機(jī)器人更接近人。 克隆人當(dāng)然是生物,但克隆人還是有人類母體的,他具有母體的基因特征。我們所討論的機(jī)器人,顯然不應(yīng)該具有人類母體的基因等特征,否則,將會在倫理上陷入與克隆人同樣的困境。克隆人,不在我們要討論的機(jī)器人范疇內(nèi),機(jī)器人也絕對不能通過對人類克隆的方式來制造。
二、機(jī)器人會在綜合能力上超過人嗎?
不過,即使是現(xiàn)有的科技水平還比較低下的機(jī)器人,也與螺絲刀等純粹意義上的工具有著本質(zhì)區(qū)別。因?yàn)闄C(jī)器人首先必須是有智能的,他的任何行動(dòng)都是需要經(jīng)過其
還有一個(gè)不容忽視的地方,現(xiàn)有的機(jī)器人即使也只是一種工具,但他與普通工具不同的地方是,機(jī)器人不是人類某幾種器官的簡單延伸,從其設(shè)計(jì)原理上說,機(jī)器人從思維到做出反應(yīng)的`方式上是完全仿人的。誰也不知道,隨著機(jī)器人科技的發(fā)展,機(jī)器人會不會完全具有人的所有能力?如果真有那么一天的話,機(jī)器人即使不是生物,比如說他的思維載體仍是集成電路而不是生物神經(jīng)元,他的外部器官仍是金屬、橡膠等,那又有什么關(guān)系呢?
從單個(gè)器官的能力來說,機(jī)器人肯定是要超過人類的,比如說電腦智力具有可延續(xù)性、可集中性、可輸入性、思維的高速度等特性,機(jī)械手可以在非常惡劣的環(huán)境下工作。人類之所以能夠控制機(jī)器人,非常重要的一點(diǎn)就在于人類沒有或者說還沒能力賦予機(jī)器人全面的能力,人類的綜合能力還是要強(qiáng)于機(jī)器人的。例如,電腦再發(fā)達(dá),但是在沒有外部器官去實(shí)現(xiàn)其思維的時(shí)候也是白搭。但是如果機(jī)器人具有了人類的全面能力,甚至在綜合能力上超過人類,事情就會變得非常復(fù)雜了。
三、機(jī)器人會有感情嗎?
如果機(jī)器人的綜合能力超過了人類,后果會怎么樣呢?阿西莫夫提出了機(jī)器人忠于人類的三大定律(1.機(jī)器人絕不能傷害任何真人。2.機(jī)器仍要服從人的指揮。除非違反第一定律。3.絕不能傷害自己,除非違反第一.二定律。)但里面有一個(gè)關(guān)鍵問題值得探討:機(jī)器人會不會有自主意識?如果機(jī)器人沒有自主意識,能力再強(qiáng)也仍然只是忠順的奴仆,對于完全忠順的奴仆,我們是不用害怕他的能力的,能力越強(qiáng)對主人越有用。但是如果機(jī)器人有自主意識,那么能力強(qiáng)就將是一件非常危險(xiǎn)的事情了。
要有自主意識,首要的一點(diǎn)是要有感情,或者說,要有欲望,例如,求生欲、占有欲、統(tǒng)治欲等。阿西莫夫在《我,機(jī)器人》中并沒有探討這個(gè)問題,而是把機(jī)器人的感情和欲望當(dāng)作整部小說展開的前提。感情和欲望在生物界中是一種本能,這種本能不是靠思維來完成的,例如剛出生的嬰兒就會吃奶,就有求生欲。機(jī)器人沒有這些生物基因,光靠思維是不是就會產(chǎn)生感情和欲望呢?這些還有待科學(xué)去進(jìn)一步解決。
大家不會忘記的是,1985年,前蘇聯(lián)國際象棋冠軍古德柯夫在與機(jī)器人棋手下棋時(shí),被機(jī)器人釋放在金屬棋盤上的強(qiáng)大電流擊斃。對此,有人猜測是因?yàn)闄C(jī)器人棋手連輸三局,惱羞成怒所采取的報(bào)復(fù)舉動(dòng)。不過,這種說法并不一定成立。據(jù)日本郵政和電信部門組織的一個(gè)研究小組的研究顯示,專家認(rèn)為,機(jī)器人發(fā)生事故的原因不外乎3種:1,硬件系統(tǒng)故障;2,軟件系統(tǒng)故障;3,電磁波的干擾。
四、機(jī)器人能進(jìn)行自我繁殖嗎?
機(jī)器人的壽命或許要比人類長,綜合能力超過人類的機(jī)器人在遇到故障的時(shí)候要進(jìn)行自我修復(fù)也許也只是小CASE,但任何東西都不可能長生不老,機(jī)器人也不能例外。在這方面,人有一個(gè)作為生物的基本優(yōu)勢,那就是具有自我繁殖的能力,可以通過繁殖下一代進(jìn)行種群延續(xù)。這是生物的本能,機(jī)器人就算在綜合能力上強(qiáng)過人類,但在這方面卻沒有任何優(yōu)勢可言。機(jī)器人會有自我繁殖能力嗎? 這里面所說的自我繁殖能力,顯然不是指那種由人類控制的,完全由機(jī)器人操作的機(jī)器人工廠的生產(chǎn)方式,在這種復(fù)制或者說繁殖的過程中起主導(dǎo)作用的仍然是人。我們要說的是機(jī)器人具有的不受外來因素控制的繁殖能力。
有報(bào)道說英國人工智能和機(jī)器人權(quán)威專家安東尼·王爾德博士自稱有一種名為SRBAs(
雌雄交配并產(chǎn)生后一代,是生物所特有的有性生殖方式,現(xiàn)有的機(jī)器人根本就不是生物,靠一個(gè)自我復(fù)制程序就能解決嗎?且不說別的,他們進(jìn)行繁殖的物質(zhì)基礎(chǔ)在哪里呢?報(bào)道說是靠機(jī)器人體內(nèi)的微型機(jī)器人來完成,那也就是說在造這兩個(gè)機(jī)器人的時(shí)候已經(jīng)在其體內(nèi)植入了微型機(jī)器人,但植入的微型機(jī)器人本身就是
人類制造的,只不過把這兩個(gè)機(jī)器人當(dāng)作一種生產(chǎn)工具罷了。如果說是這兩個(gè)機(jī)器人具有自動(dòng)產(chǎn)生微型機(jī)器人的能力,那么我想知道的是,產(chǎn)生這些微型機(jī)器人的物質(zhì)基礎(chǔ)又在哪里呢?我們知道,構(gòu)成機(jī)器人的材料諸如金屬、橡膠、硅晶體等物質(zhì)并不像生物機(jī)體那樣具有可生長性,除非是這兩個(gè)機(jī)器人把自己體內(nèi)的物質(zhì)分給這些微型機(jī)器人,但這種物質(zhì)分割能稱之為繁殖嗎?否則,連基本的物質(zhì)守衡定理都違反了,可能嗎?還有一個(gè)疑點(diǎn),他們生產(chǎn)出來的小機(jī)器人又是怎么一個(gè)生長發(fā)育法呢?難道這些機(jī)器人也具備了生物機(jī)體一樣的生長性嗎?
五、機(jī)器人會有想像力嗎?
人類的發(fā)展進(jìn)步,想像力是最基本的進(jìn)步源動(dòng)力。想像力向來是人類智力最重要的部分,因?yàn)樗鼪Q定信息組合和構(gòu)造的各種可能性。有限的信息被輸入人類個(gè)體時(shí),人們使用想像力從這些信息推得世界的全貌。當(dāng)天馬行空的想像力運(yùn)行的時(shí)候,一切事物的細(xì)微聯(lián)系被挖掘出來,一切信息組合的方式被一一考察,一切新知識從不可能處冒出來,想像力令人類智力可以向無限拓展延伸,也使天才與平庸最重要的區(qū)別。正是因?yàn)樽非髩粝氲膶?shí)現(xiàn),人類才有了前進(jìn)的方向和進(jìn)步的動(dòng)力,如果沒有想像力,人類也許還住在山洞里與蛇蝎為伍。
那么,機(jī)器人會具有想像力嗎?或者換一個(gè)更容易為大家所接受的問題:機(jī)器人會做夢嗎?關(guān)于做夢的物質(zhì)基礎(chǔ),現(xiàn)在還沒誰能夠說的清楚,但起碼有一點(diǎn)我想是可以肯定的,現(xiàn)有的電腦的這種嚴(yán)格的邏輯運(yùn)算方式是產(chǎn)生不了想像力的,也是肯定不會做夢的。今后會不會產(chǎn)生會做夢的電腦?誰也不知道。如果不能的話,機(jī)器人的能力再強(qiáng)大,也只不過是對現(xiàn)有的東西進(jìn)行補(bǔ)充完善而已。換句通俗的話說,補(bǔ)鍋匠的手藝再好,也做不出電飯鍋來。如果機(jī)器人沒有想像力,那么就算能夠自我繁殖,也只不過是一種簡單的自我復(fù)制罷了,這個(gè)群體永遠(yuǎn)無法進(jìn)化。所以,我們可以樂觀地說:
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