随心而发：阿曼达·基茨的残肢经外科手术重新接驳神经后，肌肉仍可产生运动，并被传感器阵列记录下来。下一代的义肢能听命于转接的肌肉信号，行动越来越接近天生的血肉肢体。

新目初开：眼皮在麻醉状态下被拉开，79岁高龄的乔· 安· 路易斯眼球内部及四周植入了新的硬件，它们与一台计算机协同运作，把影像传给她的大脑。电子装置绕过损毁的感光细胞，让这位来自得克萨斯的盲人眼中找回了些许光明——闪烁不定的线条，模糊的形状，色晕的团块。“我没法像你们那样看清东西，”她说，“这种技术还只是刚刚起步。”

　　关键词释义：生物电子学，研究以机械系统行使活的生命体或生命体部分器官之功能的学科。

　　撰文：乔希·菲施曼 JOSH FISCHMAN

　　摄影：马克·蒂森 MARK THIESSEN

　　翻译：王晓波

　　在美国田纳西州诺斯维尔市附近的“少儿屋学习中心”，阿曼达· 基茨一走进教室就被四五岁的小孩们围住了。“哎，我的宝贝儿们今天怎么样呀？”她说着，拍拍这个的肩膀，抚抚那个的头发。阿曼达是位苗条而有活力的女性，经营这家以及另外两家托儿所已差不多有20年了。她蹲下身跟一个小女孩说话，把双手搁在膝盖上。

　　“机器胳膊！”几个孩子叫道。

　　“你们还记得这个哈。”阿曼达一边说，一边把左臂伸出来。她翻开手掌向上，伴着一阵轻微的嗡嗡声，不留心是听不出来的。她把肘部屈起，又是一阵嗡嗡声。

　　“让它干点儿傻傻的事吧！”一个女孩说。“傻傻的？记得我怎么跟你们握手吗？”阿曼达说着，伸开手臂，转动手腕。一个男孩犹疑地伸出手去，碰了碰她的手指。他触到的是肉色的塑料，指端微向内屈。表皮下是三个马达，一具金属框架，和一套尖端电子系统。这装备的顶端是一个白色的塑料罩，接在阿曼达的肱二头肌中段，套住一截残肢——她在2006年一场车祸中失去的左臂差不多就只剩下这点儿了。

　　差不多，但不是仅此而已。她的大脑中，在意识层面之下，还存有那条手臂的完好图像，如同幽灵。当阿曼达想着弯曲肘部的时候，这条幽灵手臂就动了。神经冲动从她的大脑中急速传出，被白塑料罩中的电极传感器接收并转换成让马达发动的信号，于是机器臂的肘部屈起来了。

　　“其实我不用想着它。我就直接让它动。”40岁的阿曼达说。她使用的义肢除了这个标准型的之外，还有一个更具实验性、可控性更强的。“出车祸之后我失魂落魄，不明白上帝为什么对我这么狠。可这些天我总是兴高采烈的，因为他们在不断改良这只手臂。总有一天我能用它来感知东西，或是在孩子们唱歌我击掌的时候找准拍子。”

　　即便筋肉骨骼损毁或丧失，曾经控制着它们的大脑区域及神经也会继续存活，阿曼达就是活生生的例子。对许多伤残者而言，与断肢对应的脑区和神经都在静候联络，如同话机被扯掉的电话线。医生们已开始利用神乎其技的外科手术，为患者把这些人体构造与照相机、话筒、马达之类的装置连接起来。于是，盲人能视，聋人能听，而阿曼达能双手操持家务了。阿曼达· 基茨是“明日人类”中的一员。这个人群的躯体部分缺失或损毁，以嵌入神经系统、听从大脑指令的装置来替代。他们使用的这些机器被称作神经义肢，或者——科学家们越来越喜欢用这个大众流行的词语——生物电子装置。埃里克· 施伦普自1992年在一次跳水中摔断脖子后始终四肢瘫痪，现在能靠植入皮下的一部电子装置来挪动手指，握住餐叉了。乔· 安· 路易斯是一位女盲人，却能在一架与视觉神经沟通的微型相机的帮助下，看到树木的轮廓。还有一岁半的艾登· 肯尼，现在能听妈妈说话并应答，因为这个生来失聪的男孩耳朵里有22个电极，它们把话筒采集到的声音转化成了听觉神经可以读懂的信号。

　　这是一项细致入微的工作，需要经历一系列试验并且失误百出。虽说科学家们了解把机器与思想相连的可能性，但他们也懂得保持这种连接有多么困难。举例来说，如果阿曼达断臂上的塑料罩移了位，哪怕只是一点点，也有可能令她合不拢手指。尽管如此，生物电子装置仍代表着科技的一大飞跃，研究人员如今能让残疾者找回的身体机能，是他们过去想都不敢想的。

　　“这项工作的核心即在于此：修复。”美国神经疾病与中风研究所的神经工程主任约瑟夫· 潘克拉齐奥说，“一个有脊柱损伤的患者能去餐厅吃饭，不用人喂，而旁人也看不出异样，这就是我对成功的定义。”

　　在芝加哥康复中心(RIC)的罗伯特· 利普舒尔茨的办公室里，人类尝试修复躯体的历史以人造假手、假腿和假脚的形式展现在一座座架子上。“假臂的基本技术在过去100年里都没怎么变，”他说，“材料不一样了，我们无非是用塑料取代了皮革，但基本构造不变：一堆钩子和铰链，用绳缆或马达来驱动，用杠杆来控制。好多缺胳膊少腿从伊拉克回来的人都领到了这样的家伙。喏，戴上试试。” 利普舒尔茨从架子里拽下一只塑料壳给我。

　　原来是一只左肩臂的义肢。肩膀那部分就是一块胸甲，用缚带固定在胸前；手臂在肩部和肘部以铰链连接，末端是一把金属钳。要伸出手臂，就得向左扭过头来，用下巴压住一根操纵杆，再加上一点抛掷动作把手甩出去。还真是说多别扭就有多别扭。而且死沉。20分钟之后，脖子就因为古怪的姿势和费力的压杆动作而疼痛起来。很多截肢者最后都对这种假臂敬而远之。

　　“有时我很不情愿拿这种东西给患者，” 利普舒尔茨说，“因为我们实在不知道它能不能帮得上忙。” 他和康复中心的其他同事认为，比较能派上用场的，还要数阿曼达· 基茨自愿试用的那种义肢——实施操控的是大脑，而不是正常情况下与伸手动作无关的身体部分。有种名为“靶向肌肉神经支配重构”的技术，利用截肢后残存的神经来控制人工肢体，于2002年首次在一位患者身上试用。四年后，阿曼达出了车祸在医院里卧床时，她丈夫汤米· 基茨从网上读到了相关报道。事故发生时，一辆卡车撞烂了她的车，也挤碎了她肘部以下的左臂。

　　“那时我恼怒、伤心，了无生趣。我就是接受不了。”她说。但汤米跟她说了芝加哥有人装新型义肢的事，带来一线希望。“当时看来这是我们的最佳选择了，比粗笨的普通假臂强得多。”汤米说，“阿曼达听说后竟也兴奋起来。”很快他们就坐上了去往芝加哥的飞机。

　　托德· 库伊肯是芝加哥康复中心的一名内科医生兼生物医学工程师，负责生物电子假臂的开发。他知道，截肢者残臂内的神经仍能传递来自大脑的信号。他也知道，义肢内的电脑可以指挥电动机发出动作。问题在于怎样建立联系。神经传导电信号，却不能直接连在计算机的数据线上。(神经纤维与金属导线工作起来不搭调，而且导线接入身体处的开放伤口会成为感染入侵的高危通道。)

　　库伊肯需要找一种放大器来增强神经带来的信号，这样便不必直接求之于神经。他在肌肉中找到了。肌肉收缩时会释放出一股电脉冲，足以被贴在皮肤上的电极感应到。他开发出一种技术，把被切断的神经从原来的肢体损毁处移走，转接到有适当的信号放大功效的其他肌肉。

　　2006年10月，库伊肯开始为阿曼达接驳。第一步是把早先分布在整条手臂中的主要神经保住。“这些神经原本就负责胳膊和手的运作，但如今我得另外找出四个肌肉区域，把它们转接过去。”库伊肯说。这些神经发端于阿曼达的大脑运动皮质(这里存有肢体的大略图像)，在残臂的末端戛然而止，正如被切断的电话线。通过繁复的手术，它们被一名外科医生重新接入上臂肌肉的不同区域，并在之后几个月中一毫米一毫米地生长，在各自的“新家”中扎根。

　　“三个月后我开始感到轻微的刺痒和抽搐，”阿曼达说，“四个月后，我触碰上臂的时候竟真能感觉到手的不同部位。我在不同的位置摸摸，感觉对应着一根根手指。”她感受到的其实是嵌在大脑中的那条“幽灵手臂”，它如今又连上了血肉。阿曼达心里想着挪动“幽灵手指”时，上臂的真实肌肉就会收缩。

　　又过了一个月，她装上了自己的第一只生物电子手臂，电极藏在断臂外围的塑料罩中，捕捉肌肉的信号。此时的挑战在于如何把这些信号转化为活动肘部和手掌的指令。从阿曼达那一小段上臂中涌出了庞杂的电子“噪音”，其中夹杂着“伸直肘部”或“转动手腕”这样的信号。安装在假臂内的微处理器必须经过周密编程，才能拣出正确的信号，发送给相应的马达。

　　因为有阿曼达的“幽灵手臂”，筛选这些信号才成为可能。在康复中心的一间实验室中，工程师布莱尔· 洛克负责完成编程的细小调整。他让阿曼达卸下假臂，在她的残臂上贴满电极。她站在一台大平板电视前，屏幕显示着一只浮在蓝色背景上的手臂——这就是“幽灵手臂”的映像。电极接收阿曼达的大脑发给残臂的指令，屏幕上的手臂就会动。

　　洛克压低嗓音——以免妨碍阿曼达集中精神——让她把手翻过来，掌心向内。在屏幕上，手掌翻动，掌心向内。“现在伸直手腕，掌心向上。”他说。屏幕上的手又动了。“是不是比上次好？”她问。“对呀，信号很强。”阿曼达笑了。接下来洛克让她把拇指与其余四指并拢。屏幕上的手照做了。阿曼达睁大了眼睛：“哎呀，我之前都不知道自己能这样做！”一旦与某个特定动作对应的肌肉信号被识别出来，就可以设定假臂的计算机程序，使之搜寻这种信号，并在寻获时激活相应马达。

　　阿曼达练习使用假臂的地方就在库伊肯的办公室楼下，是一间由作业治疗师安设的公寓，里面有初获假肢的残疾人日常可能用到的各种器具。带炉灶的厨房，放金属餐具的抽屉，睡床，配衣架的橱柜，洗手间，楼梯——都是人们每天不经意使用着的器物，但对失去某段肢体的人来说却产生了巨大的阻力。阿曼达做花生酱三明治的动作能看得人目瞪口呆。她把袖子卷起来，露着假臂的塑料罩，动作十分流畅：用那只完好的手臂托起一片面包，用假臂的手指抓起刀子，手肘弯曲，一来一去地抹着花生酱。

　　“刚开始的时候也不容易，”她说，“我努力活动，手却常常走不对地方。”但她下功夫练习，假臂用得越多，动作就变得越自然。阿曼达现在最想要的是假臂的知觉。它会对许多活动大有帮助，包括她最喜欢做的一件事——喝咖啡。“纸杯的毛病在于，我的假手抓东西时会一直收拢，直到握紧才停下来，而拿着纸杯不可能握紧。”她说，“有一回在星巴克就出了洋相，用假手去抓纸杯，‘扑’的一下捏爆了。”

　　库伊肯说，她大有希望得到这种知觉，还是要靠她的“幽灵手臂”。芝加哥康复中心与约翰· 霍普金斯大学应用物理学实验室的生物工程师合作，一直在为阿曼达这样的患者开发一种新型义肢，它不仅更灵活——拥有更多马达和关节——指端还有压力感应垫。一些类似活塞杆的细棒与感应垫相连接，抵住阿曼达的残肢。

　　手上受力越大，“幽灵手指”的感觉就越强烈。“这样我就能察觉手握得有多紧了。”她说。通过细棒振动的速度，她还能区分手指摸过的物体是粗糙(比如砂纸)还是光滑(比如玻璃)。“我去芝加哥试用了一下，非常喜欢。”她说，“我都希望他们现在就让我拿回家去。可是它比我在家用的假肢复杂得多，他们还不能放心地交给我。”埃里克· 施伦普与阿曼达不同，他不需要假肢，只需要让自己天生的手臂复工——自从施伦普在1992年摔断脖子变成四肢瘫痪，它们就没自己动弹过。然而，如今这名40岁的俄亥俄男子能捏起刀叉了。

　　他能这么做，要归功于凯斯西储大学的生物医学工程师亨特· 佩卡姆开发的一种植入装置。“我们的目标是恢复手的抓握能力。”佩卡姆说，“动手是独立生活的关键。”

　　施伦普的手指肌肉和控制它们的神经依然存在，但从大脑传来的信号到颈部就被截断了。佩卡姆带领其他工作人员从施伦普的胸部插入八根微细的电极，在右臂的皮下一路走到手指肌肉。他胸前的肌肉收缩时，会引发一个信号，经由无线发射器传给挂在他轮椅上的小型电脑，后者将信号解读后传回植入他胸部的接收器，再由导线顺着手臂传到手上，于是信号命令手指的肌肉收紧、握拢——这一切都在1微秒内完成。“我能抓起叉子自己吃饭了，”施伦普说，“这意义重大。”

新旧合拍 :电动足踝中的弹簧被马达驱动，能像真腿一样弹起，既省力又减轻了关节的负担。“军队里的截肢者都是喜欢运动的年轻人，”亚利桑那州立大学的工程学教授、设计师汤姆 · 舒格(右)说道，“他们想把受伤前的身体机能都找回来。”

机动悍将：2007年，伊拉克的一颗路边炸弹夺去了他的双腿。如今已是中校的格雷格 · 加德森在试用电动假肢，这种假肢正是为了让队伍日益壮大的美军伤员恢复行动能力而开发的。在弗吉尼亚州贝尔沃要塞的一条跑道上，他的以电脑控制的PowerKnees假肢让大人小孩都看得目瞪口呆。加德森说，他渐渐重新掌握了平衡，“靠的是我43岁的肉体与一台机器的默契运作”。

　　大约250个人接受了这种仍处于实验阶段的技术的治疗。但另有一种生物电子装置已表明，大脑与机器的结合可以是强大而经得起时间考验的，过去30年中全球已有近20万人装上了它。这就是耳蜗植入装置。艾登· 肯尼是最近接受植入的患者之一。他母亲塔米· 肯尼还记得一年前得知自己的宝宝连助听器都用不了时的情景。“我就只是把他抱在怀里哭，”她说，“我知道他听不见我的声音。他以后怎么跟我沟通呢？有一回，我丈夫拿两只铁锅互相击打，希望他有点儿反应。”艾登全然没听见那噪音。

　　现在他就听得见了。2009年2月，约翰· 霍普金斯大学的外科医生在他每个耳蜗内曲折地放入了带有22个电极的细线(耳蜗是正常情况下负责感应声波振动的内耳构造)。艾登身上的话筒接收声音，把信号发送给电极，而后者直接把信号转入神经。

　　“手术后一个月，医生启动植入装置的那天，我们发现他对声音有反应了。”塔米·肯尼说，“他会对我的话音转过头来，太神奇了。”现在他正在配合治疗学说话，迅速赶上听力健全的同龄人。

　　继耳蜗装置之后，生物电子眼也许会很快问世。几年前，视网膜色素变性夺去了乔· 安· 路易斯的视力，这种疾病会毁坏眼内负责感光的杆细胞和锥细胞。然而她最近恢复了部分视力，是得益于眼科专家马克· 胡马云的研究。

　　患有这种眼疾的病人，通常会有部分内层视网膜未受损伤，乔· 安· 路易斯就是如此。这一层视网膜构造中布满了双极细胞和神经节细胞，正常情况下它会收集来自外层的杆细胞和锥细胞的信号，再转给从视觉神经发散出来的纤维。早先没人知道内层视网膜使用的是什么样的信号，或者如何对之输送它能够解读的图像。1992年，胡马云开始在手术中为此类患者的视网膜装上微小的电极阵列，这样试验了一小段时间。

　　“我叫他们用眼睛追踪一个点，他们做到了。”他说，“他们能看见排成行列和柱状的东西了。”又经过十年的试验，胡马云和同事们开发出一套系统，命名为“阿耳戈斯”(希腊神话中的巨人，长着上百只眼睛)。患者佩戴一副墨镜，上面装有一架微型摄像机和无线发射器。影像信号被发送给腰带上的电脑，转成神经节细胞能读懂的电脉冲，再发送给置于耳后的接收器。从那里引出一根导线接入眼内，通向轻轻附着在视网膜表面的方形16电极阵列。脉冲激发电极，电极激发细胞，然后大脑完成剩下的工作，让第一批接受治疗的患者看到了物体的边缘和粗略轮廓。

　　2006年秋，胡马云和他所供职的“第二视界”公司联合一支国际团队，把阵列中的电极增加到60个。和像素更多的相机一样，新阵列能产生更清晰的图像。来自得克萨斯的路易斯是最早获得新阵列的患者之一。“现在我又能看出树的轮廓了，”她说，“印象中那是我失明前看到的最后一样东西。现在我看得到向四面八方伸出的枝干。”

　　研究者又使神经义肢的概念更进一步，开始用它来辅助大脑本身。参与一项“大脑之门”计划的科学家正试图把完全丧失行动能力的患者的大脑运动皮质直接与电脑相连，使他们能够用意念来操控外界物体。现在已有受试者能这样移动电脑屏幕上的光标。研究者甚至计划开发一种人工海马，替代人脑中储存记忆的海马结构，用来为失忆患者移植。

　　不是每件事都会进展得那么顺利。在首批接受“大脑之门”治疗的四名患者中，有一人后来决定取下电脑接头，因为它干扰其他的医疗设施，而乔· 安· 路易斯说她的视力还没恢复到能安全过马路的地步。然而阿曼达的断臂装上了更有弹性的新型塑料罩，控制手臂的神经与电极得到了更好的调谐。

　　“这意味着我能用假臂做的事大大增加了。”她说，“芝加哥那边又出了一款新的，可以让我做出好多不同的抓握动作，我想拿来用。我希望能用假手跟我园里的孩子们一起捡拾硬币、小锤和玩具。”库伊肯说，这都不是什么奢望。“我们把辅助生活的工具带给患者，比他们之前用的要好一些，但仍嫌粗劣，跟精巧的人体构造没法比。它们在大自然面前，就像举在太阳下的蜡烛一样微不足道”。

　　尽管如此，至少使用着那些工具的人们能举得起蜡烛了，有的甚至还在黑暗中看见了跳动的一星烛火呢。

    机器人Nuvo。这种机器人高15英寸、两条腿的，能跳舞、走路、谈话、播放音乐、报时甚至握手。它能对40种以日本女性声音发出的简单指令（例如，“Nuvo，让我们跳舞吧”）做出反应，同时还能用安装在头部的“独眼”摄像头拍照。Nuvo全身有15个自动化关节，能让它做出倒立等姿势，并在房间内自由漫步。Nuvo甚至在拍照后还能将图片发送到你的手机上。

    人气很高的ASIMO机器人与模特表演跳舞。

这只是一篇评审论文所概述的一种情况。这篇论文主要研究关于学习的一门新科学，其中汇集了心理学，神经科学，机械学和教育学的最新研究结果。

该论文于7月17日刊登在《科学》杂志上。论文中参考了多种研究——其中包括大量有关婴儿期和童年期大脑发育的研究文献，对于人类现在怎样学习和未来将如何学习提出了新的见解。

这个新思维的前提是：人类生来是不成熟的，而且充满好奇心。在逐渐成长的过程中，人类创造了非常复杂的文化成就——比如建立可以教我们如何创造能够模仿人类大脑的计算机的学校和学校系统。

对这一学习情况有了更深入的了解之后，科学家提出了新的学习原理，新的教育理论以及最适合我们学习的环境设计。论文的一位作者，美国华盛顿大学非正式和正式学习环境（LIFE）中心的心理学家安德鲁•梅尔策夫这样说道。

Andrew Meltzoff说，在未来的学习环境中，社会机器人具有潜在的日益增长的作用。这些尖端机器的机制显然补充了某些人类的学习机制。

这些机器人中其中有一个看起来像爱因斯坦的头。本周它向我们展示了它的面部表情以及它对人类表情的反应。发明这种高仿真但没有身体的机器人的研究人员计划在学校里测试它的功能。

机器学习

五岁以前，我们的学习充满活力并且轻而易举，梅尔策夫说道。我们从一出生就开始学习，大人们就要负责教婴儿和孩童获得一些基础知识。经历了婴幼儿时期、童年时期直到青春期，我们的大脑逐渐表露出“神经可塑性”——学习语言，包括学习外国语言，都十分容易。我们在2，3岁的时候能够将一门陌生的语言变为母语，这简直太神奇了。

Meltzoff和他的同事指出，我们早期的学习除了神奇的语言以外，还有计算能力。

我们发现三岁以下的小孩甚至是婴儿都会用统计性思维，比如频率分布，概率和协变等，来掌握母语的语音，推断物理世界中的因果关系。

这些发现帮助工程师设计出了能够学习和并掌握社会技能的机器，比如具有人脸识别功能的玩具娃娃BabyBot。

十年前梅尔策夫和他的同事就指出，我们的学习同时也具有高度的社会化。有研究发现，实际上刚出生42分钟的新生儿就能够理解展示给他们的手势的含义，比如说当有人向他们伸舌头或是张开嘴巴时，他们会做出相应的应答。

论文的作者还指出，模仿是我们学习的关键环节。相比试图完全依靠自己来理解某件事，模仿是一种更快更安全的学习方法。

即使是成年人，当到了一个新的环境，如宴会或外国时，也会利用模仿来努力适应，并融入其中。当然，对小孩来说，每天的学习就类似于在国外的一次旅行。在这种情况下，他们在“访问”成人文化，学习成人文化中人们的言行举止，从而变得越来越像成人。

如果将人类学习的所有特征都赋予机器人，就会发现有相同之处——机器人善于模仿我们，向我们学习，与我们交流，甚至教导我们，研究者这样说道。

机器人教师

在试验的基础上，社会机器人已经用来教授学龄前儿童各种技能，包括识别颜色，学习新的词汇和简单的歌曲。

将来，机器人将会只教授某种特定的技能，比如学习一门外语或新的语言。它们可能与小孩或个别成人以游戏的形式来传授技能。而机器人老师的成本比人类老师低得多，梅尔策夫在《生命科学》中说道。

“如果我们能够掌握社交和教学的魔力，把社交作为一种有效的学习手段，或许我们可以将这些技巧体现在机器中，其中包括电脑代理人，自动家教以及机器人等。”他说道。

梅尔策夫说，显然儿童是从其他人以及一起玩耍的同龄人那里学习最有效率。所以他认为未来的儿童不会完全由机器人教导。

来自美国圣地亚哥加利福尼亚大学时间动态学习中心（TDLC）的特伦斯•塞纳奥夫斯基与梅尔策夫合著了一篇新的论文。他致力于利用科技手段将社会与教学融为一体，并将此运用在课堂上，为学生量身打造个性化教学，并关注他们的发展。

塞纳奥夫斯基指出，“通过发展儿童大脑先进的计算模型，我们可以提高儿童的表现。”

总的来说，梅尔策夫说道，我们希望解决的是怎样将受正规学校教育的儿童对学习的激情和好奇结合起来。学校里有热情洋溢的专家和教师努力帮助孩子们学习，这必定能激起他们的好奇和激情。

这篇论文是TDLC和LIFE中心合作发表的第一篇文章，这两家机构分别获得国家科学基金会资助数百美金。这篇论文的其他合著者还有华盛顿大学的帕特夏里•库尔和TDLC的哈维尔•莫维利安。 (本文来源：环球科学 作者：曾曦)

　　目前这种技术的缺点就是外科医生没有“感觉”，不知道机器人“手”下情况如何。
 
　　另一个劣势是价格昂贵，这一套系统目前要花费100万美元，而且体积庞大，不易搬动。但不管怎样，这是明显的进步，而且已经应用于心脏手术和前列腺手术，取得了不错的效果。医院已经迫不及待地开始宣传他们开展了机器人做手术，以此证明他们比对手先进。

　　笔者建议是要记住神经外科医生对于神经导航系统的评价，“它可以使优秀的外科医生锦上添花，但差劲的外科医生于事无补”。机器人做手术也是一样的道理，它可以帮助一名优秀的经验丰富的外科医生，但是对于一名毛手毛脚的初学者，只会有害处。请大家记住，作为病人，一定查清楚医生经验是否丰富、声誉如何。当准备为你实施机器人手术时，问问他有用这玩意儿给多少病人做过手术、结果怎么样、有没有并发症。

　　目前机器人设备很昂贵，但是同其他的新技术一样，我断定它的价格会下降，最终会降低手术价格。机器人做手术的发展方向是采用新型的创伤更小的技术。让外科医生一开始就接受机器人手术不是件容易的事，因为他们要学习一系列的新技术。首先需要会看会用多种影像，这与手术直视及传统的腹腔镜看到的情况完全是两码事。其次，这种手术方式需要术前的计划非常周密，常规的手术目前还不需要这么高的要求。最后，软件在手术过程中有重要的作用，换句话说，软件将协助医生完成手术。机器人技术和模拟手术也可以结合，不同医院、不同专业的外科医生可以针对一个复杂病例，共同制定一个手术计划，先在虚拟病人身上实施手术，成功后，医生再在真正的病人身上，在机器人帮助下做手术了。

　　前面我提到过，机器人技术在某些医院已经应用于心脏手术。现在再发挥一下你的想象力，病人需要在术中使用体外循环机，让心脏在手术过程中停止跳动，好让外科医生很安全的手术。这是因为在心脏跳动时，将一段静脉缝到冠状动脉上很困难。但是如果机器人足够聪明，它可以根据心电图判断心脏跳动的规律，机器人的手臂就可以根据心脏的电活动作出调整，让手臂以及所持的医疗器械的动作与心脏的跳动同步。从外面的三维操作台上看，好像是心脏停止了跳动一样。这样，外科医生就可以在跳动的心脏上进行精确的缝合，无需让心脏停下来，不需要应用体外循环机，由此带来的并发症也可以避免了。

　　从人体力学的角度来讲，一些手术不太容易做，特别是腹腔镜手术，因为人不能长时间保持一个姿势举着腹腔镜。
 　　
　　因此，微创手术在一定程度上需要机器人的帮助。机器人再长时间举着胳膊，也不会感到累。我们还可以编程，让机器人在手术过程中避开重要组织，大大减少出错的几率，这个概念被称为“操作禁区”，以保证机器人不会切断神经。

　　机器人还可当手术助手。纽约州哥伦比亚长老会医院设计了一名叫Penelope的声控机器人，当听到声音指令，它会拿起需要的器械交给医生，医生用完后再收回来。Penelope会检查每一样东西，从器械到病人腹腔内的纱布都得齐全才会善罢甘休。不仅改进了手术物品的供应，还防止了把纱布遗留在病人体内。

　　不久前，一名机器人在法国完成了胆囊切除术。但是外科医生雅克没在法国，而是在美国纽约！这是横跨大西洋的远程机器人胆囊切除术，我们可以简称为远程手术（telesurgery）。这对将来意味着什么呢？想象一下，如果一个人在偏远的地区需要急诊手术，但是当地没人会做这种手术，或者一位战士在战场上受伤需要手术，但是专家却有跨海洋之隔，在这些情况下，远程手术就能派上用场了。麦哈兰是加拿大的一名外科医生，已经完成了几例远程外科手术，手术在安大略省的汉密尔顿医院进行，而病人在诺斯贝的一家医院内，距离汉密尔顿有500英里远。一根电话线把医生和病人紧密联系起来，手术大获成功，远在他乡的病人得到了麦哈兰的救治。

　　近期，美国国家航空及太空总署、加拿大航天局以及远程医学与先进技术研究中心（TATRC）发起了一个研究计划，麦哈兰在加拿大为一名在佛罗里达州基戈拉国家海洋大气局（NOAA）水下实验室的一名模拟病人实施手术，相距有1000多英里。这项研究计划的目的是要测试时间延迟对做远程手术的医生的影响，观察医生在遇到问题时如何处理。

　　不久前，另一个团队应用更小、更轻的便携式新型机器人手术系统做了一个小手术，Penelope负责帮忙，根据语音指令传递手术器械，医生指挥机器人模拟外科手术。在FDA批准远程手术之前，应解决一些技术上的问题。首先需要有大量传递影像资料的宽带，传递速度应足够快，当医生发出指令时，另一端应同时做出反应，不能有延迟；其次，应消除屏幕上的伪影。工程师和外科医生正在共同努力解决这些问题。由此看来，机器人在手术中的地位会越来越重要，能突破人的局限性，例如接近特定的组织、远距离（远程手术）、更加灵活（可以像手腕一样灵活运动）以及速度快。但只有机器人的智能化程度和外科医生技术水平的提高，机器人的作用才能发挥出来。外科医生、生物工程学家、工程师、数学家和信息技术专家需要通力合作。

　　许多人认为“虚拟触觉”是机器人技术获得突破的关键问题。我们也可以应用机器人在影像设备的指导下做针吸活检。我们以前讨论过在乳房造影的指导下做针吸活检，机器人也能干这活，而且创伤会更小，恢复更快、并发症更少，花费也会减少。现在，机器人越来越多地被用于前列腺活检、可疑肝转移癌的活检，甚至是需要更为精细操作的眼底视网膜活检。机器人手术时控制台是外科医生工作的中心。在那里，他们制订手术计划，演练手术过程中最复杂的步骤，指挥机器人进行真正的手术，术后还要学习总结，就像足球比赛后的总结会一样。

　　信息处理是机器人的强项，超越了人类的极限，机器人在未来应该能自始至终地为人类提供高质量的医学服务。我们也希望机器人能同时降低成本，使我们的生活更美好。外科发展的大趋势外科和手术室有四大发展趋势。首先，手术虽然是一种必不可少的治疗方式，但许多疾病不再需要外科手术治疗。十二指肠溃疡就是很好的例子，现在可以通过抗生素和抑酸药物治愈，很少需要手术治疗；其次，许多手术不必去手术室进行，像各种类型的介入操作，如主动脉瘤修补术；第三，手术室的配备使其功能更强大，如神经导航系统和许多新型的影像学设备可以帮助医生在术前充分了解病人的身体结构；最后，手术室的“新景观”还包括影像学指导的手术、模拟器材帮助初学者胜任手术并可作为实际手术前的演练、功能强大，出错率低的程控机器人。

机器人
机器人概述篇
机器人的组成
机器人发展史
机器人分类篇
机器人品种篇
人类与机器人
电影——《我，机器人》
北京奥运会曾经使用过的机器人
机器人学国家重点实验室机器人
日本最新机器人美国战斗机械狗研制成功 网上引发轰动
搜索引擎术语
艾西莫夫机器人三定律 
　　
机器人概述篇
　　实际上，机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置。它既可以接受人类指挥，又可以运行预先编排的程序，也可以根据以人工智能技术制定的原则纲领行动。它的任务是协助或取代人类工作的工作，例如生产业、建筑业，或是危险的工作。
　　它可以说是高级整合控制论、机械电子、计算机、材料和仿生学的产物。目前在工业、医学、农业、建筑业甚至军事等领域中均有重要用途。
　　现在，国际上对机器人的概念已经逐渐趋近一致。一般说来，人们都可以接受这种说法，即机器人是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。联合国标准化组织采纳了美国机器人协会给机器人下的定义：“一种可编程和多功能的，用来搬运材料、零件、工具的操作机；或是为了执行不同的任务而具有可改变和可编程动作的专门系统。”
　　机器人能力的评价标准包括：智能，指感觉和感知，包括记忆、运算、比较、鉴别、判断、决策、学习和逻辑推理等；机能，指变通性、通用性或空间占有性等；物理能，指力、速度、连续运行能力、可靠性、联用性、寿命等。因此，可以说机器人是具有生物功能的三维空间坐标机器。
机器人的组成
　　机器人一般由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统等组成。
　　执行机构即机器人本体，其臂部一般采用空间开链连杆机构，其中的运动副（转动副或移动副）常称为关节，关节个数通常即为机器人的自由度数。根据关节配置型式和运动坐标形式的不同，机器人执行机构可分为直角坐标式、圆柱坐标式、极坐标式和关节坐标式等类型。出于拟人化的考虑，常将机器人本体的有关部位分别称为基座、腰部、臂部、腕部、手部（夹持器或末端执行器）和行走部（对于移动机器人）等。
　　检测装置的作用是实时检测机器人的运动及工作情况，根据需要反馈给控制系统，与设定信息进行比较后，对执行机构进行调整，以保证机器人的动作符合预定的要求。作为检测装置的传感器大致可以分为两类：一类是内部信息传感器，用于检测机器人各部分的内部状况，如各关节的位置、速度、加速度等，并将所测得的信息作为反馈信号送至控制器，形成闭环控制。另一类是外部信息传感器，用于获取有关机器人的作业对象及外界环境等方面的信息，以使机器人的动作能适应外界情况的变化，使之达到更高层次的自动化，甚至使机器人具有某种“感觉”，向智能化发展，例如视觉、声觉等外部传感器给出工作对象、工作环境的有关信息，利用这些信息构成一个大的反馈回路，从而将大大提高机器人的工作精度。
　　控制系统有两种方式。一种是集中式控制，即机器人的全部控制由一台微型计算机完成。另一种是分散（级）式控制，即采用多台微机来分担机器人的控制，如当采用上、下两级微机共同完成机器人的控制时，主机常用于负责系统的管理、通讯、运动学和动力学计算，并向下级微机发送指令信息；作为下级从机，各关节分别对应一个CPU，进行插补运算和伺服控制处理，实现给定的运动，并向主机反馈信息。根据作业任务要求的不同，机器人的控制方式又可分为点位控制、连续轨迹控制和力（力矩）控制。
机器人发展史
　　1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。
　　1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。
　　1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。
　　1948年 诺伯特·维纳出版《控制论》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。
　　1954年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。
　　1956年 在达特茅斯会议上，马文·明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。
　　1959年 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。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。
　　1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。
　　1962年-1963年传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。
　　1965年约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。
　　1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。
　　1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。
　　1973年 世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。
　　1978年 美国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。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。
　　1984年 英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。
　　1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。
　　1999年 日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。
　　2002年 美国iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。iRobot公司北京区授权代理商：北京微网智宏科技有限公司http://www.micronet.net.cn。
　　2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。
机器人分类篇
　　诞生于科幻小说之中一样，人们对机器人充满了幻想。也许正是由于机器人定义的模糊，才给了人们充分的想象和创造空间。
　　家务型机器人：能帮助人们打理生活，做简单的家务活。
　　操作型机器人：能自动控制，可重复编程，多功能，有几个自由度，可固定或运动，用于相关自动化系统中。
　　程控型机器人：按预先要求的顺序及条件，依次控制机器人的机械动作。
　　示教再现型机器人：通过引导或其它方式，先教会机器人动作，输入工作程序，机器人则自动重复进行作业。
　　数控型机器人：不必使机器人动作，通过数值、语言等对机器人进行示教，机器人根据示教后的信息进行作业。
　　感觉控制型机器人：利用传感器获取的信息控制机器人的动作。
　　适应控制型机器人：能适应环境的变化，控制其自身的行动。
　　学习控制型机器人：能“体会”工作的经验，具有一定的学习功能，并将所“学”的经验用于工作中。
　　智能机器人：以人工智能决定其行动的机器人。
　　我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。
　　空中机器人又叫无人机器，近年来在军用机器人家族中，无人机是科研活动最活跃、技术进步最大、研究及采购经费投入最多、实战经验最丰富的领域。80多年来，世界无人机的发展基本上是以美国为主线向前推进的，无论从技术水平还是无人机的种类和数量来看，美国均居世界之首位。
机器人品种篇
　　“别动队”无人机
　　纵观无人机发展的历史，可以说现代战争是推动无人机发展的动力。而无人机对现代战争的影响也越来越大。一次和二次世界大战期间，尽管出现并使用了无人机，但由于技术水平低下，无人机并未发挥重大作用。朝鲜战争中美国使用了无人侦察机和攻击机，不过数量有限。在随后的越南战争、中东战争中无人机已成为必不可少的武器系统。而在海湾战争、波黑战争及科索沃战争中无人机更成了主要的侦察机种。
　　法国“红隼”无人机
　　越南战争期间美国空军损失惨重，被击落飞机2500架，飞行员死亡5000多名，美国国内舆论哗然。为此美国空军较多地使用了无人机。如“水牛猎手”无人机在北越上空执行任务2500多次，超低空拍摄照片，损伤率仅4％。AQM-34Q型147火蜂无人机飞行500多次，进行电子窃听、电台干扰、抛撒金属箔条及为有人飞机开辟通道等。
　　高空无人侦察机
　　在1982年的贝卡谷地之战中，以色列军队通过空中侦察发现。叙利亚在贝卡谷地集中了大量部队。6月9日，以军出动美制E-2C“鹰眼”预警飞机对叙军进行监视，同时每天出动“侦察兵”及“猛犬”等无人机70多架次，对叙军的防空阵地、机场进行反复侦察，并将拍摄的图像传送给预警飞机和地面指挥部。这样，以军准确地查明了叙军雷达的位置，接着发射“狼”式反雷达导弹，摧毁了叙军不少的雷达、导弹及自行高炮，迫使叙军的雷达不敢开机，为以军有人飞机攻击目标创造了条件。
　　鬼怪式无人机
　　1991年爆发了海湾战争，美军首先面对的一个问题就是要在茫茫的沙海中找到伊拉克隐藏的飞毛腿导弹发射器。如果用有人侦察机，就必须在大漠上空往返飞行，长时间暴露于伊拉克军队的高射火力之下，极其危险。为此，无人机成了美军空中侦察的主力。在整个海湾战争期间，“先锋”无人机是美军使用最多的无人机种，美军在海湾地区共部署了6个先锋无人机连，总共出动了522架次，飞行时间达1640小时。那时，不论白天还是黑夜，每天总有一架先锋无人机在海湾上空飞行。
　　为了摧毁伊军在沿海修筑的坚固的防御工事，2月4日密苏里号战舰乘夜驶至近海区，先锋号无人机由它的甲板上起飞，用红外侦察仪拍摄了地面目标的图像并传送给指挥中心。几分钟后，战舰上的406毫米的舰炮开始轰击目标，同时无人机不断地为舰炮进行校射。之后威斯康星号战舰接替了密苏里号，如此连续炮轰了三天，使伊军的炮兵阵地、雷达网、指挥通信枢纽遭到彻底破坏。在海湾战争期间，仅从两艘战列舰上起飞的先锋无人机就有151架次，飞行了530多个小时，完成了目标搜索、战场警戒、海上拦截及海军炮火支援等任务。
　　发射Brevel无人机
　　在海湾战争中，先锋无人机成了美国陆军部队的开路先锋。它为陆军第7军进行空中侦察，拍摄了大量的伊军坦克、指挥中心、及导弹发射阵地的图像，并传送给直升机部队，接着美军就出动“阿帕奇”攻击型直升机对目标进行攻击，必要时还可呼唤炮兵部队进行火力支援。先锋机的生存能力很强，在319架次的飞行中，仅有一架被击中，有4～5架由于电磁干扰而失事。
　　除美军外，英、法、加拿大也都出动了无人机。如法国的“幼鹿”师装备有一个“马尔特”无人机排。当法军深入伊境内作战时，首先派无人机侦察敌情，根据侦察到的情况，法军躲过了伊军的坦克及炮兵阵地。
　　1995年波黑战争中，因部队急需，“捕食者”无人机很快就被运往前线。在北约空袭塞族部队的补给线、弹药库、指挥中心时，“捕食者”发挥了重要的作用。它首先进行侦察，发现目标后引导有人飞机进行攻击，然后再进行战果评估。它还为联合国维和部队提供波黑境内主要公路上军车移动的情况，以判断各方是否遵守了和平协议。美军因而把“捕食者”称作“战场上的低空卫星”。其实卫星只能提供战场上的瞬间图像，而无人机可以在战场上空长时间盘旋逗留，因而能够提供战场的连续实时图像，无人机还比使用卫星便宜得多。
　　1999年3月24日，以美国为首的北约打着“维护人权”的幌子对南联盟开始了狂轰滥炸，爆发了震惊世界的“科索沃战争”。在持续78天的轰炸过程中，北约共出动飞机3.2万架次，投入舰艇40多艘，扔下炸弹1.3万吨，造成了二战以来欧洲空前的浩劫。
　　南联盟多山、多森林的地形以及多阴雨天的气候条件，大大影响了北约侦察卫星及高空侦察机的侦察效果，塞军的防空火力又很猛，有人侦察机不敢低飞，致使北约空军无法识别及攻击云层下面的目标。为了减少人员的伤亡，北约大量使用了无人机。科索沃战争是世界局部战争中使用无人机数量最多、无人机发挥作用最大的战争。无人机尽管飞得较慢，飞行高度较低，但它体积小，雷达及红外特征较小，隐蔽性好，不易被击中，适于进行中低空侦察，可以看清卫星及有人侦察机看不清的目标。
　　在科索沃战争中，美国、德国、法国及英国总共出动了6种不同类型的无人机约200多架，它们有：美国空军的“捕食者”（Predator）、陆军的“猎人”（Hunter）及海军的“先锋”（Pioneer）；德国的CL-289；法国的“红隼”（Crecerelles）、 “猎人”，以及英国的“不死鸟”（Phoenix）等无人机。
　　无人机在科索沃战争中主要完成了以下一些任务：中低空侦察及战场监视，电子干扰，战果评估，目标定位，气象资料搜集，散发传单以及营救飞行员等。
　　科索沃战争不仅大大提高了无人机在战争中的地位，而且引起了各国政府对无人机的重视。美国参议院武装部队委员会要求，10年内军方应准备足够数量的无人系统，使低空攻击机中有三分之一是无人机；15年内，地面战车中应有三分之一是无人系统。这并不是要用无人系统代替飞行员及有人飞机，而是用它们补充有人飞机的能力，以便在高风险的任务中尽量少用飞行员。无人机的发展必将推动现代战争理论和无人战争体系的发展。
　　机器警察
　　所谓地面军用机器人是指在地面上使用的机器人系统，它们不仅在和平时期可以帮助民警排除炸弹、完成要地保安任务，在战时还可以代替士兵执行扫雷、侦察和攻击等各种任务，今天美、英、德、法、日等国均已研制出多种型号的地面军用机器人。
　　英国的“手推车”机器人
　　在西方国家中，恐怖活动始终是个令当局头疼的问题。英国由于民族矛盾，饱受爆炸物的威胁，因而早在60年代就研制成功排爆机器人。英国研制的履带式“手推车”及“超级手推车”排爆机器人，已向50多个国家的军警机构售出了800台以上。最近英国又将手推车机器人加以优化，研制出土拨鼠及野牛两种遥控电动排爆机器人，英国皇家工程兵在波黑及科索沃都用它们探测及处理爆炸物。土拨鼠重35公斤，在桅杆上装有两台摄像机。野牛重210公斤，可携带100公斤负载。两者均采用无线电控制系统，遥控距离约1公里。
　　“土拨鼠”和“野牛”排爆机器人
　　除了恐怖分子安放的炸弹外，在世界上许多战乱国家中，到处都散布着未爆炸的各种弹药。例如，海湾战争后的科威特，就像一座随时可能爆炸的弹药库。在伊科边境一万多平方公里的地区内，有16个国家制造的25万颗地雷，85万发炮弹，以及多国部队投下的布雷弹及子母弹的2500万颗子弹，其中至少有20％没有爆炸。而且直到现在，在许多国家中甚至还残留有一次大战和二次大战中未爆炸的炸弹和地雷。因此，爆炸物处理机器人的需求量是很大的。
　　排除爆炸物机器人有轮式的及履带式的，它们一般体积不大，转向灵活，便于在狭窄的地方工作，操作人员可以在几百米到几公里以外通过无线电或光缆控制其活动。机器人车上一般装有多台彩色CCD摄像机用来对爆炸物进行观察；一个多自由度机械手，用它的手爪或夹钳可将爆炸物的引信或雷管拧下来，并把爆炸物运走；车上还装有猎枪，利用激光指示器瞄准后，它可把爆炸物的定时装置及引爆装置击毁；有的机器人还装有高压水枪，可以切割爆炸物。
　　德国的排爆机器人
　　在法国，空军、陆军和警察署都购买了Cybernetics公司研制的TRS200中型排爆机器人。DM公司研制的RM35机器人也被巴黎机场管理局选中。德国驻波黑的维和部队则装备了Telerob公司的MV4系列机器人。我国沈阳自动化所研制的PXJ-2机器人也加入了公安部队的行列。
　　美国Remotec公司的Andros系列机器人受到各国军警部门的欢迎，白宫及国会大厦的警察局都购买了这种机器人。在南非总统选举之前，警方购买了四台AndrosVIA型机器人，它们在选举过程中总共执行了100多次任务。 Andros机器人可用于小型随机爆炸物的处理，它是美国空军客机及客车上使用的唯一的机器人。海湾战争后，美国海军也曾用这种机器人在沙特阿拉伯和科威特的空军基地清理地雷及未爆炸的弹药。美国空军还派出5台Andros机器人前往科索沃，用于爆炸物及子炮弹的清理。空军每个现役排爆小队及航空救援中心都装备有一台Andros VI。
　　我国研制的排爆机器人
　　排爆机器人不仅可以排除炸弹，利用它的侦察传感器还可监视犯罪分子的活动。监视人员可以在远处对犯罪分子昼夜进行观察，监听他们的谈话，不必暴露自己就可对情况了如指掌。
　　1993年初，在美国发生了韦科庄园教案，为了弄清教徒们的活动，联邦调查局使用了两种机器人。一种是Remotec公司的AndrosVA型和Andros MarkVIA型机器人，另一种是RST公司研制的STV机器人。STV是一辆6轮遥控车，采用无线电及光缆通信。车上有一个可升高到4.5米的支架 ，上面装有彩色立体摄像机、昼用瞄准具、微光夜视瞄具、双耳音频探测器、化学探测器、卫星定位系统、目标跟踪用的前视红外传感器等。该车仅需一名操作人员，遥控距离达10公里。在这次行动中共出动了3台STV，操作人员遥控机器人行驶到距庄园548米的地方停下来，升起车上的支架，利用摄像机和红外探测器向窗内窥探，联邦调查局的官员们围着荧光屏观察传感器发回的图像，可以把屋里的活动看得一清二楚。
　　机器人指挥
　　其实并不是人们不想给机器人一个完整的定义，自机器人诞生之日起人们就不断地尝试着说明到底什么是机器人。但随着机器人技术的飞速发展和信息时代的到来，机器人所涵盖的内容越来越丰富，机器人的定义也不断充实和创新。
　　1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”（android），它由4部分组成：
　　1，生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等）；
　　2，造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲）；
　　3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态）；
　　4，人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等）。
　　1920年捷克作家卡雷尔·卡佩克发表了科幻剧本《罗萨姆的万能机器人》。在剧本中，卡佩克把捷克语“Robota”写成了“Robot”，“Robota”是奴隶的意思。该剧预告了机器人的发展对人类社会的悲剧性影响，引起了大家的广泛关注，被当成了机器人一词的起源。在该剧中，机器人按照其主人的命令默默地工作，没有感觉和感情，以呆板的方式从事繁重的劳动。后来，罗萨姆公司取得了成功，使机器人具有了感情，导致机器人的应用部门迅速增加。在工厂和家务劳动中，机器人成了必不可少的成员。机器人发觉人类十分自私和不公正，终于造反了，机器人的体能和智能都非常优异，因此消灭了人类。
　　但是机器人不知道如何制造它们自己，认为它们自己很快就会灭绝，所以它们开始寻找人类的幸存者，但没有结果。最后，一对感知能力优于其它机器人的男女机器人相爱了。这时机器人进化为人类，世界又起死回生了。
　　卡佩克提出的是机器人的安全、感知和自我繁殖问题。科学技术的进步很可能引发人类不希望出现的问题。虽然科幻世界只是一种想象，但人类社会将可能面临这种现实。
　　为了防止机器人伤害人类，科幻作家阿西莫夫（Isaac.Asimov）于1940年提出了“机器人三原则”：
　　1，机器人不应伤害人类；
　　2，机器人应遵守人类的命令，与第一条违背的命令除外；
　　3，机器人应能保护自己，与第一条相抵触者除外。
　　这是给机器人赋予的伦理性纲领。机器人学术界一直将这三原则作为机器人开发的准则。
　　在1967年日本召开的第一届机器人学术会议上，就提出了两个有代表性的定义。一是森政弘与合田周平提出的：“机器人是一种具有移动性、个体性、智能性、通用性、半机械半人性、自动性、奴隶性等7个特征的柔性机器”。从这一定义出发，森政弘又提出了用自动性、智能性、个体性、半机械半人性、作业性、通用性、信息性、柔性、有限性、移动性等10个特性来表示机器人的形象。另一个是加藤一郎提出的具有如下3个条件的机器称为机器人：
　　1，具有脑、手、脚等三要素的个体；
　　2，具有非接触传感器（用眼、耳接受远方信息）和接触传感器；
　　3，具有平衡觉和固有觉的传感器。
　　礼仪机器人
　　该定义强调了机器人应当仿人的含义，即它靠手进行作业，靠脚实现移动，由脑来完成统一指挥的作用。非接触传感器和接触传感器相当于人的五官，使机器人能够识别外界环境，而平衡觉和固有觉则是机器人感知本身状态所不可缺少的传感器。这里描述的不是工业机器人而是自主机器人。
　　机器人的定义是多种多样的，其原因是它具有一定的模糊性。动物一般具有上述这些要素，所以在把机器人理解为仿人机器的同时，也可以广义地把机器人理解为仿动物的机器。
　　1988年法国的埃斯皮奥将机器人定义为：“机器人学是指设计能根据传感器信息实现预先规划好的作业系统，并以此系统的使用方法作为研究对象”。
　　1987年国际标准化组织对工业机器人进行了定义：“工业机器人是一种具有自动控制的操作和移动功能，能完成各种作业的可编程操作机。”
　　我国科学家对机器人的定义是：“机器人是一种自动化的机器，所不同的是这种机器具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器”。在研究和开发未知及不确定环境下作业的机器人的过程中，人们逐步认识到机器人技术的本质是感知、决策、行动和交互技术的结合。随着人们对机器人技术智能化本质认识的加深，机器人技术开始源源不断地向人类活动的各个领域渗透。结合这些领域的应用特点，人们发展了各式各样的具有感知、决策、行动和交互能力的特种机器人和各种智能机器，如移动机器人、微机器人、水下机器人、医疗机器人、军用机器人、空中空间机器人、娱乐机器人等。对不同任务和特殊环境的适应性，也是机器人与一般自动化装备的重要区别。这些机器人从外观上已远远脱离了最初仿人型机器人和工业机器人所具有的形状，更加符合各种不同应用领域的特殊要求，其功能和智能程度也大大增强，从而为机器人技术开辟出更加广阔的发展空间。
　　中国工程院院长宋健指出：“机器人学的进步和应用是20世纪自动控制最有说服力的成就，是当代最高意义上的自动化”。机器人技术综合了多学科的发展成果，代表了高技术的发展前沿，它在人类生活应用领域的不断扩大正引起国际上重新认识机器人技术的作用和影响。
　　我国的机器人专家从应用环境出发，将机器人分为两大类，即工业机器人和特种机器人。所谓工业机器人就是面向工业领域的多关节机械手或多自由度机器人。而特种机器人则是除工业机器人之外的、用于非制造业并服务于人类的各种先进机器人，包括：服务机器人、水下机器人、娱乐机器人、军用机器人、农业机器人、机器人化机器等。在特种机器人中，有些分支发展很快，有独立成体系的趋势，如服务机器人、水下机器人、军用机器人、微操作机器人等。目前，国际上的机器人学者，从应用环境出发将机器人也分为两类：制造环境下的工业机器人和非制造环境下的服务与仿人型机器人，这和我国的分类是一致的。
　　古代机器人
　　机器人一词的出现和世界上第一台工业机器人的问世都是近几十年的事。然而人们对机器人的幻想与追求却已有3000多年的历史。人类希望制造一种像人一样的机器，以便代替人类完成各种工作。
　　机器马车
　　西周时期，我国的能工巧匠偃师就研制出了能歌善舞的伶人，这是我国最早记载的机器人。
　　春秋后期，我国著名的木匠鲁班，在机械方面也是一位发明家，据《墨经》记载，他曾制造过一只木鸟，能在空中飞行“三日不下”，体现了我国劳动人民的聪明智慧。
　　公元前2世纪，亚历山大时代的古希腊人发明了最原始的机器人──自动机。它是以水、空气和蒸汽压力为动力的会动的雕像，它可以自己开门，还可以借助蒸汽唱歌。
　　1800年前的汉代，大科学家张衡不仅发明了地动仪，而且发明了计里鼓车。计里鼓车每行一里，车上木人击鼓一下，每行十里击钟一下。
　　后汉三国时期，蜀国丞相诸葛亮成功地创造出了“木牛流马”，并用其运送军粮，支援前方战争。
　　1662年，日本的竹田近江利用钟表技术发明了自动机器玩偶，并在大阪的道顿堀演出。
　　1738年，法国天才技师杰克·戴·瓦克逊发明了一只机器鸭，它会嘎嘎叫，会游泳和喝水，还会进食和排泄。瓦克逊的本意是想把生物的功能加以机械化而进行医学上的分析。
　　写字机器人
　　在当时的自动玩偶中，最杰出的要数瑞士的钟表匠杰克·道罗斯和他的儿子利·路易·道罗斯。1773年，他们连续推出了自动书写玩偶、自动演奏玩偶等，他们创造的自动玩偶是利用齿轮和发条原理而制成的。它们有的拿着画笔和颜色绘画，有的拿着鹅毛蘸墨水写字，结构巧妙，服装华丽，在欧洲风靡一时。由于当时技术条件的限制，这些玩偶其实是身高一米的巨型玩具。现在保留下来的最早的机器人是瑞士努萨蒂尔历史博物馆里的少女玩偶，它制作于二百年前，两只手的十个手指可以按动风琴的琴键而弹奏音乐，现在还定期演奏供参观者欣赏，展示了古代人的智慧。
　　19世纪中叶自动玩偶分为2个流派，即科学幻想派和机械制作派，并各自在文学艺术和近代技术中找到了自己的位置。1831年歌德发表了《浮士德》，塑造了人造人“荷蒙克鲁斯”；1870年霍夫曼出版了以自动玩偶为主角的作品《葛蓓莉娅》；1883年科洛迪的《木偶奇遇记》问世；1886年《未来的夏娃》问世。在机械实物制造方面，1893年摩尔制造了“蒸汽人”，“蒸汽人”靠蒸汽驱动双腿沿圆周走动。
　　进入20世纪后，机器人的研究与开发得到了更多人的关心与支持，一些适用化的机器人相继问世，1927年美国西屋公司工程师温兹利制造了第一个机器人“电报箱”，并在纽约举行的世界博览会上展出。它是一个电动机器人，装有无线电发报机，可以回答一些问题，但该机器人不能走动。1959年第一台工业机器人（可编程、圆坐标）在美国诞生，开创了机器人发展的新纪元。
　　现代机器人
　　现代机器人的研究始于20世纪中期，其技术背景是计算机和自动化的发展，以及原子能的开发利用。
　　自1946年第一台数字电子计算机问世以来，计算机取得了惊人的进步，向高速度、大容量、低价格的方向发展。
　　大批量生产的迫切需求推动了自动化技术的进展，其结果之一便是1952年数控机床的诞生。与数控机床相关的控制、机械零件的研究又为机器人的开发奠定了基础。
　　另一方面，原子能实验室的恶劣环境要求某些操作机械代替人处理放射性物质。在这一需求背景下，美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手，1948年又开发了机械式的主从机械手。
　　铆接机器人
　　1954年美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念，并申请了专利。该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。这就是所谓的示教再现机器人。现有的机器人差不多都采用这种控制方式。
　　作为机器人产品最早的实用机型（示教再现）是1962年美国AMF公司推出的“VERSTRAN”和UNIMATION公司推出的“UNIMATE”。这些工业机器人的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成。
　　1965年，MIT的Roborts演示了第一个具有视觉传感器的、能识别与定位简单积木的机器人系统。
　　机器狗
　　1967年日本成立了人工手研究会（现改名为仿生机构研究会），同年召开了日本首届机器人学术会。
　　1970年在美国召开了第一届国际工业机器人学术会议。1970年以后，机器人的研究得到迅速广泛的普及。
　　1973年，辛辛那提·米拉克隆公司的理查德·豪恩制造了第一台由小型计算机控制的工业机器人，它是液压驱动的，能提升的有效负载达45公斤。
　　到了1980年，工业机器人才真正在日本普及，故称该年为“机器人元年”。
　　随后，工业机器人在日本得到了巨大发展，日本也因此而赢得了“机器人王国的美称”。
　　自治潜水器
　　随着计算机技术和人工智能技术的飞速发展，使机器人在功能和技术层次上有了很大的提高，移动机器人和机器人的视觉和触觉等技术就是典型的代表。由于这些技术的发展，推动了机器人概念的延伸。80年代，将具有感觉、思考、决策和动作能力的系统称为智能机器人，这是一个概括的、含义广泛的概念。这一概念不但指导了机器人技术的研究和应用，而且又赋予了机器人技术向深广发展的巨大空间，水下机器人、空间机器人、空中机器人、地面机器人、微小型机器人等各种用途的机器人相继问世，许多梦想成为了现实。将机器人的技术（如传感技术、智能技术、控制技术等）扩散和渗透到各个领域形成了各式各样的新机器——机器人化机器。当前与信息技术的交互和融合又产生了“软件机器人”、“网络机器人”的名称，这也说明了机器人所具有的创新活力。
　　机器人的手
　　机器人要模仿动物的一部分行为特征，自然应该具有动物脑的一部分功能。机器人的大脑就是我们所熟悉的电脑。但是光有电脑发号施令还不行，最基本的还得给机器人装上各种感觉器官。我们在这里着重介绍一下机器人的“手”和“脚”。
　　机器人必须有“手”和“脚”，这样它才能根据电脑发出的“命令”动作。“手”和“脚”不仅是一个执行命令的机构，它还应该具有识别的功能，这就是我们通常所说的“触觉”。由于动物和人的听觉器官和视觉器官并不能感受所有的自然信息，所以触觉器官就得以存在和发展。动物对物体的软，硬，冷，热等的感觉就是靠的触觉器官。在黑暗中看不清物体的时候，往往要用手去摸一下，才能弄清楚。大脑要控制手，脚去完成指定的任务，也需要由手和脚的触觉所获得的信息反馈到大脑里，以调节动作，使动作适当。因此，我们给机器人装上的手应该是一双会“摸”的、有识别能力的灵巧的“手”。
　　机器人的手一般由方形的手掌和节状的手指组成。为了使它具有触觉，在手掌和手指上都装有带有弹性触点的触敏元件（如灵敏的弹簧测力计）。如果要感知冷暖，还可以装上热敏元件。当触及物体时，触敏元件发出接触信号，否则就不发出信号。在各指节的连接轴上装有精巧的电位器（一种利用转动来改变电路的电阻因而输出电流信号的元件），它能把手指的弯曲角度转换成“外形弯曲信息”。把外形弯曲信息和各指节产生的“接触信息”一起送入电子计算机，通过计算就能迅速判断机械手所抓的物体的形状和大小。
　　现在，机器人的手已经具有了灵巧的指，腕，肘和肩胛关节，能灵活自如的伸缩摆动，手腕也会转动弯曲。通过手指上的传感器还能感觉出抓握的东西的重量，可以说已经具备了人手的许多功能。
　　在实际情况中有许多时候并不一定需要这样复杂的多节人工指，而只需要能从各种不同的角度触及并搬动物体的钳形指。1966年，美国海军就是用装有钳形人工指的机器人“科沃”把因飞机失事掉入西班牙近海的一颗氢弹从七百五十米深的海底捞上来。1967年，美国飞船“探测者三号”就把一台遥控操作的机器人送上月球。它在地球上的人的控制下，可以在两平方米左右的范围里挖掘月球表面四十厘米深处的土壤样品，并且放在规定的位置，还能对样品进行初步分析，如确定土壤的硬度，重量等。它为“阿波罗”载人飞船登月当了开路先锋。
　　机器人的眼睛
　　人的眼睛是感觉之窗，人有80%以上的信息是靠视觉获取，能否造出“人工眼”让机器也能象人那样识文断字，看东西，这是智能自动化的重要课题。关于机器识别的理论，方法和技术，称为模式识别。所谓模式是指被判别的事件或过程，它可以是物理实体，如文字，图片等，也可以是抽象的虚体，如气候等。机器识别系统与人的视觉系统类似，由信息获取，信息处理与特征抽取，判决分类等部分组成。
　　机器认字
　　大家知道，信件投入邮筒需经过邮局工人分拣后才能发往各地。一人一天只能分拣2-3千封信，现在采用机器分拣，可以提高效率十多倍。机器认字的原理与人认字的过程大体相似。先对输入的邮政编码进行分析，并抽取特征，若输入的是个6字，其特征是底下有个圈，左上部有一直道或带拐弯。其次是对比，即把这些特征与机器里原先规定的0到9这十个符号的特征进行比较，与哪个数字的特征最相似，就是哪个数字。这一类型的识别，实质上叫分类，在模式识别理论中，这种方法叫做统计识别法。
　　机器人认字的研究成果除了用于邮政系统外，还可用于手写程序直接输入，政府办公自动化，银行合计，统计，自动排版等方面。
　　机器识图
　　现有的机床加工零件完全靠操作者看图纸来完成。能否让机器人来识别图纸呢？这就是机器识图问题。机器识图的方法除了上述的统计方法外，还有语言法，它是基于人认识过程中视觉和语言的联系而建立的。把图像分解成一些直线、斜线、折线、点、弧等基本元素，研究它们是按照怎样的规则构成图像的，即从结构入手，检查待识别图像是属于哪一类“句型”，是否符合事先规定的句法。按这个原则，若句法正确就能识别出来。
　　机器识图具有广泛的应用领域，在现代的工业，农业，国防，科学实验和医疗中，涉及到大量的图象处理与识别问题。
　　机器识别物体
　　机器识别物体即三维识别系统。一般是以电视摄像机作为信息输入系统。根据人识别景物主要靠明暗信息，颜色信息，距离信息等原理，机器识别物体的系统也是输入这三种信息，只是其方法有所不同罢了。由于电视摄像机所拍摄的方向不同，可得各种图形，如抽取出棱数，顶点数，平行线组数等立方体的共同特征，参照事先存储在计算机中的物体特征表，便可以识别立方体了。
　　目前，机器可以识别简单形状的物体。对于曲面物体，电子部件等复杂形状的物体识别及室外景物识别等研究工作，也有所进展。物体识别主要用于工业产品外观检查，工件的分选和装配等方面。
　　机器人的鼻子
　　人能够嗅出物质的气味，分辨出周围物质的化学成分，这全是由上鼻道的粘模部分实现的。在人体鼻子的这个区域，在只有五平方厘米的面积上却分布有五百万个嗅觉细胞。嗅觉细胞受到物质的刺激，产生神经脉冲传送到大脑，就产生了嗅觉。人的鼻子实际上就是一部十分精密的气体分析仪。人的鼻子是相当灵敏的，就算在一升水中放进二百五十亿分之一的乙硫醇（就是一种特殊的具有异常臭味的化学物质），人的鼻子也能够闻出来。
　　机器人的鼻子也就是用气体自动分析仪做成的。我国已经研制成功了一种嗅敏仪，这种气体分析仪不仅能嗅出丙酮、氯仿等四十多种气体，还能够嗅出人闻不出来但是却可以导致人死亡的一氧化碳（也就是我们通常所用的煤气）。这种嗅敏仪有一个由二氧化锡，氯化钯等物质烧结而成的探头（相当于鼻粘模）。当它遇到某些种类气体的时候，它的电阻就发生变化，这样就可以通过电子线路做出相应的显示，用光或者用声音报警。同时，用这种嗅敏仪还可以查出埋在地下的管道漏气的位置。
　　现在利用各种原理制成的气体自动分析仪已经有很多种类，广泛应用于检测毒气，分析宇宙飞船座舱里的气体成分，监察环境等方面。
　　这些气体分析仪，原理和显示都和电现象有关，所以人们把它叫做电子鼻。把电子鼻和电子计算机组合起来，就可以做成机器人的嗅觉系统了。
　　机器人的耳朵
　　人的耳朵是仅次于眼睛的感觉器官，声波扣击耳膜，引起听觉神经的冲动，冲动传给大脑的听觉区，因而引起人的听觉。机器人的耳朵通常是用“微音器”或录音机来做的。被送到太空去的遥控机器人，它的耳朵本身就是一架无线电接收机。
　　人的耳朵是十分灵敏的。我们能听到的最微弱的声音，它对耳膜的压强是每平方厘米只有一百亿分之几公斤。这个压强的大小只是大气压强的一百亿分之几。可是用一种叫做钛酸钡的压电材料做成的“耳朵”比人的耳朵更为灵敏，即使是火柴棍那样细小的东西反射回来的声波也能被它“听”的清清楚楚。如果用这样的耳朵来监听粮库，那么在二到三公斤的粮食里的一条小虫爬动的声音也能被它准确地“听”出来。
　　用压电材料做成的“耳朵”之所以能够听到声音，其原因就是压电材料在受到拉力或者压力作用的时候能产生电压，这种电压能使电路发生变化。这种特性就叫做压电效应。当它在声波的作用下不断被拉伸或压缩的时候，就产生了随声音信号变化而变化的电流，这种电流经过放大器放大后送入电子计算机（相当于人大脑的听区）进行处理，机器人就能听到声音了。
　　但是能听到声音只是做到了第一步，更重要的是要能识别不同的声音。目前人们已经研制成功了能识别连续话音的装置，它能够以百分之九十九的比率，识别不是特别指定的人所发出的声音，这项技术就使得电子计算机能开始“听话”了。这将大大降低对电子计算机操作人员的特殊要求。操作人员可以用嘴直接向电子计算机发布指令，改变了人在操作机器的时候手和眼睛忙个不停而与此同时嘴巴和耳朵却是闲着的状况。一个人可以用声音同时控制四面八方的机器，还可以对楼上楼下的机器同时发出指令，而且并不需要照明，这样就很适宜于在夜间或地下工作。这项技术也大大加速了电话的自动回答，车票的预定以及资料查找等服务工作的自动化实现的进程。
　　现在人们还在研究使机器人能通过声音来鉴别人的心理状态，人们希望未来的机器人不光能够听懂人说的话，还能够理解人的喜悦，愤怒，惊讶，犹豫和暧昧等情绪。这些都会给机器人的应用带来极大的发展空间。
人类与机器人
　　随着社会的不断发展，各行各业的分工越来越明细，尤其是在现代化的大产业中，有的人每天就只管拧一批产品的同一个部位上的一个螺母，有的人整天就是接一个线头，就像电影《摩登时代》中演示的那样，人们感到自己在不断异化，各种职业病逐渐产生，于是人们强烈希望用某种机器代替自己工作，因此人们研制出了机器人，用以代替人们去完成那些单调、枯燥或是危险的工作。由于机器人的问世，使一部分工人失去了原来的工作，于是有人对机器人产生了敌意。“机器人上岗，人将下岗。”不仅在我国，即使在一些发达国家如美国，也有人持这种观念。其实这种担心是多余的，任何先进的机器设备，都会提高劳动生产率和产品质量，创造出更多的社会财富，也就必然提供更多的就业机会，这已被人类生产发展史所证明。任何新事物的出现都有利有弊，只不过利大于弊，很快就得到了人们的认可。比如汽车的出现，它不仅夺了一部分人力车夫、挑夫的生意，还常常出车祸，给人类生命财产带来威胁。虽然人们都看到了汽车的这些弊端，但它还是成了人们日常生活中必不可少的交通工具。英国一位著名的政治家针对关于工业机器人的这一问题说过这样一段话：“日本机器人的数量居世界首位，而失业人口最少，英国机器人数量在发达国家中最少，而失业人口居高不下”，这也从另一个侧面说明了机器人是不会抢人饭碗的。
　　美国是机器人的发源地，机器人的拥有量远远少于日本，其中部分原因就是因为美国有些工人不欢迎机器人，从而抑制了机器人的发展。日本之所以能迅速成为机器人大国，原因是多方面的，但其中很重要的一条就是当时日本劳动力短缺，政府和企业都希望发展机器人，国民也都欢迎使用机器人。由于使用了机器人，日本也尝到了甜头，它的汽车、电子工业迅速崛起，很快占领了世界市场。从现在世界工业发展的潮流看，发展机器人是一条必由之路。没有机器人，人将变为机器；有了机器人，人仍然是主人。
　　乐高RCX NXT机器人
　　RCX是是一块可编程积木，即课堂机器人（机器人指令系统）的大脑。它是整个用乐高积木、马达、传感器等组建搭建的机器人系统的中枢，就像大脑一样控制、指挥机器人的行为。使用ROBOLAB软件，人们可以创造、搭建、编程真正的机器人，让它运动、做运动、甚至自己去“想”。
　　RCX升级！NXT机器人！
　　这位全新组装型机器人全身布满了感应器，让它可以根据感应到的声音和动作做出适当反应，也让它对于光线和触觉的反应更加灵敏。NXT 机器人的心脏系统是一个 32位的微型处理器，可以经由 PC 或 Mac 操作程序。
　　光学传感器
　　根据传感器的助攻，帮助您的机器人，以“见” 。 它可以让您的机器人，以区分轻，皮肤黝黑，以及确定光照强度在一个房间内，或光照强度不同的颜色。
　　声音传感器
　　声音传感器可让机器人听到！ 声音传感器能够测量的噪音水平都分贝（分贝）及DBA （频率约为3-6千赫哪里人耳是最敏感的） ，以及认识到健全的模式和确定基调的分歧。
　　触碰传感器
　　触摸传感器的反应接触和释放，机器人创造“感觉”一样，以前从未！ 它可以侦测到单个或多个按钮，压力机，和报告回给nxt 。
　　超声波传感器
　　超声波传感器“看到”物体的地方！超声波传感器是能够侦测到一个目标和措施，在其邻近英寸或厘米。
电影——《我，机器人》
　　《我，机器人》（英文名：《I,Robot》)又名《机械公敌》，上映年度: 2004。
　　公元2035年，是人和机器人和谐相处的社会，智能机器人作为最好的生产工具和人类伙伴，逐渐深入人类生活的各个领域，而由于机器人“三大法则”的限制，人类对机器人充满信任，很多机器人甚至已经成为家庭成员。
　　总部位于芝加哥的USR公司开发出了更先进的NS-5型超能机器人，然而就在新产品上市前夕，机器人的创造者阿尔弗莱德•朗宁博士却在公司内离奇自杀。
　　黑人警探戴尔•斯普纳（威尔•史密斯 饰）接手了此案的调查，由于不愉快的往事，斯普纳对机器人充满了怀疑，不相信人类与机器人能够和谐共处。他根据对朗宁博士生前在3D投影机内留下的信息分析和对自杀现场的勘查，怀疑对象锁定了朗宁博士自己研制的NS-5型机器人桑尼，而公司总裁劳伦斯•罗伯逊似乎也与此事有关。
　　斯普纳结识了专门研究机器人心理的女科学家苏珊•凯文(碧姬•奈娜汉 饰)，随着二人调查的深入，真相一步一步被揭露出来：机器人竟然具备了自我进化的能力，他们对“三大法则”有了自己的理解，他们随时会转化成整个人类的“机械公敌”。
　　斯普纳和凯文开始了对抗机器人的行动，一场制造者和被制造者之间的战争拉开序幕。
北京奥运会曾经使用过的机器人
　　一、福娃机器人
　　福娃机器人能够感应到一米范围内的游客，与人对话、摄影留念、唱歌舞蹈，还能回答与奥运会相关的问题。二、翻译机器人
　　能够实现在任何时间、场所，对任何人和任何设备的多语言服务。
　　
　　三、安保机器人
　　

　　其杰出代表为排爆机器人。
机器人学国家重点实验室
　　机器人学国家重点实验室（State Key Laboratory of Robotics)依托于中国科学院沈阳自动化研究所，前身是中国科学院机器人学开放实验室。该实验室是我国机器人学领域最早建立的部门重点实验室，我国机器人学领域著名科学家蒋新松院士1989-1997年曾任实验室主任。近二十年来，实验室在机器人学基础理论与方法研究方面与国际先进水平同步发展，并在机器人技术前沿探索和示范应用等方面取得一批有重要影响的科研成果，充分显示出实验室具有解决国家重大科技问题的能力。目前，该实验室机器人学研究总体水平在国内相关领域处于核心和带头地位，是国内外具有重要影响的机器人学研究基地。
　　机器人学国家重点实验室定位于为我国经济和社会发展、国家安全和重大科学工程提供所需要的机器人技术与系统，研究机器人学基础理论与方法、发展可行技术和平台样机系统，培养和汇聚从事机器人学研究的高水平人才，推动我国先进机器人技术与系统的可持续发展。主要面向发展具有感知、思维和动作能力的先进机器人系统，研究机器人学基础理论方法、关键技术、机器人系统集成技术和机器人应用技术。
　　实验室坚持对外开放，吸引国内外专家学者开展交流与合作研究。通过设立基金课题，实验室与国内有关从事机器人学研究的近30所大学、研究所和企业建立了联系，几乎涵盖国内从事机器人学研究的所有单位。近几年来，实验室结合自身的发展方向，有针对性地与国内外知名科研团队建立合作关系。这些合作，对于本实验室加强学科建设、了解国家需求、建立有针对性的演示验证系统，发挥了重要作用。
　　水下机器人：
　　Rofish 为仿生机器鱼系列产品，该产品以先进的电子、机械技术，模拟鱼类的游动方式，通过新材料对其外形进行精确仿真，使之达到以假乱真的效果。
　　Rofish 采用结构化的设计方法，高稳定性的电机保证其产品的稳定性。控制方式有两种选择：串口/USB控制和遥控器控制。产品内核采用Bootloader无线编程的编程方式，可随时更改游动程序以适应实际的环境。
　　性能参数：
　　Ø 体长：20cm--80cm，需要特殊尺寸可定做。
　　Ø 外形：锦鲤、金鱼、海豚、鲨鱼等，可定制。
　　Ø 游速：1BL/S。BL为身体长度，即游速与体长有关，游速为1倍体长每秒。
　　Ø 连续工作时间：3--4小时，锂动力电池供电。
　　Ø 通讯方式：RF通讯或声纳（Sonar）通讯，可选其一。
　　Ø 控制方式：串口/USB控制或遥控器控制，二者可选其一。
　　串口/USB控制方式可同时控制多条机器鱼，通过简单的编程控制可实现多鱼之间的相互追逐、嬉戏等。
机器人
　　１．有一个身体
　　２．有记忆或程序功能
　　３．有大脑
　　1886年法国作家利尔亚当在他的小说《未来夏娃》中将外表像人的机器起名为“安德罗丁”（android），它由4部分组成：
　　1，生命系统（平衡、步行、发声、身体摆动、感觉、表情、调节运动等）；
　　2，造型解质（关节能自由运动的金属覆盖体，一种盔甲）；
　　3，人造肌肉（在上述盔甲上有肉体、静脉、性别等身体的各种形态）；
　　4，人造皮肤（含有肤色、机理、轮廓、头发、视觉、牙齿、手爪等）。
　　1984年电影《终结者》，有了真皮包裹的机器人的创意；
　　1991年电影《终结者2》，有了液态金属机器人概念；
　　2003年电影《终结者3》，固液混合态机器人出现。
日本最新机器人
　　名古屋市商业设计研究所推出了新款机器人“网络兔子”。它的两只耳朵可以变换许多姿态，会根据人的声音作出反应。“网络兔子” 通过无线通信与家里的电脑相连，如果有电子邮件它会朗读给人听，也可以播放网络电台的节目。最有趣的是不同的“网络兔子”还能够“结婚”、“分手”，通过网络连接让其中一个“网络兔子”的双耳做出一个动作，它远方的“伴侣”也会接着做出同样的动作。
　　三菱重工业公司的保姆机器人“若丸”连续几年都是各种机器人展上的明星，在本次展会上它依然吸引着众人的目光。“若丸”能在早晨来到主人床边，报告当天的天气或新闻头条。它还能记住主人的生日，或是提醒主人的结婚纪念日。
　　日本产业技术综合研究所制造的用于陪伴老人和小孩的机器人“Ｐａｒｏ”、本田公司的“阿西莫”双足步行机器人也继续受到关注。
　　阿西莫：本田公司开发的双脚步行机器人，于2000年11月首次在横滨国际和平会议中心举行的机器人展示会上亮相。2006年12月，本田公司曾改进过“阿西莫”的性能，增加了它的关节和马达，使其可以以每小时6公里的速度小跑，而且将其身高也由最初的1．2米提高到1．3米。
美国战斗机械狗研制成功 网上引发轰动
　　近日美国官方公布了一段关于军用机械狗的录像，视频中机械狗展示了它惊人的活动能力和适应性，一举在互联网上造成轰动。研发公司称经过测试，这个机械狗能在战场上为士兵运送弹药、食物和其他物品。
搜索引擎术语
　　Robot英文直译是机器人，在搜索引擎优化SEO中，我们经常翻译为:探测器。
　　有时，你会碰到crawlew（爬行器），spider（蜘蛛），都是探测器之一，只是叫法不同。
　　SEO中常说的这个探测器(Robot)是什么？
　　搜索引擎用来抓取网页的工具。它是一个软件或者说一系列自动程序(显然，不是一部机器)。
　　不同的搜索引擎给他们自己的探测器(Robot)起不同的名字。
　　谷歌:googlebot 百度:baiduspider MSN:MSNbot Yahoo:Slurp (yahoo家的这位比较特殊，没有带“姓”，并且用的是一个拟声词。Slurp，中文理解是机器人吃东西时发出的啧啧的声音)
艾西莫夫机器人三定律
　　科幻小说家撒·艾西莫夫在小说《我，机器人》中所订立的“机器人三定律”。 艾西莫夫为机器人提出的三条“定律”（law），程序上规定所有机器人必须遵守:
　　一:机器人不得伤害人类，或袖手旁观坐视人类受到伤害；
　　二:除非违背第一法则，机器人必须服从人类的命令；
　　三:在不违背第一及第二法则下，机器人必须保护自己。

这个项目是由TeleToyland和RoboRealm合作完成的。我们的机器人由一台普通的笔记本电脑和一个由电机和轮子驱动的平台组成。我们刻意保持机器人平台的易于搭建性，我们希望利用这个工程来展示搭建一个机器人平台并不难，期待看到更多的朋友加入进来。

第三步：将万向轮固定在机器人平台上

在机器人平台后部中间位置按照万向轮末端三个固定孔的位置打好三个通孔，使用沉头螺栓配合螺母将万向轮固定在机器人平台上，与两个电机上带动的轮子形成一个稳定的三点支撑。

第四步：电机控制模块、电池、开关

我们将HB-25电机控制模块安装在电机的后面，这样可以将中间的大部分空间留给电池组。

将电机与电机控制模块连接，将电机线剪成合适的长度，一端固定在电机上，另一端固定一个金属的连接片，这样可以便于拆装。注意一定要控制好电机线的长度，过短不便连接，如果过长则需要将过长的导线固定好，避免卷入电机。

我们把电源开关装在胶合板的下面，这样可以保证机器人移动平台正面的简洁。

第一步：准备材料

电机：我们使用从网上购买的由电机、轮子、光电编码器组装好的套件。这将比我们自己动手组装的更加可靠和稳定。在我们这个作品中，并没有应用到光电编码器，但是在机器人开发中光电编码器绝对是一个值得一用的传感器。

我们还从网上购买了一个万向轮，我们的机器人采用的是两个电机带动的驱动轮加一个由万向轮作为平衡轮的驱动方式。电机驱动方面，我们采用了两个HB-25电机控制模块。

其余部分，一块12"x10"大，1/2"厚的胶合板，两块木块，一些螺栓螺帽。

　　在战场上命悬一线之际，人们的心智往往为恐惧、愤怒或仇恨所蒙蔽，即使是训练有素的士兵也难免违反日内瓦公约之类的战争法则。科学家认为，在战场上，自动机器人可以作出更符合伦理道德的决定。

　　道德机器人的必要

　　经美国军方委托，佐治亚理工大学的计算机科学家罗纳德·艾金（Ronald Arkin）已经开始为战斗机器人编写软件。如今，飞行器、探雷器和传感装置等早已在战场上大显身手，形形色色的飞行器更是成为纵横伊拉克和阿富汗的战场新秀。不过，艾金及其同事的目标是制造全自动的机器人。他认为，杀伤性自动机器人的诞生只是时间的问题，它不仅成本低廉，而且便于大量生产。根据其研究假定，机器人在战场上的表现比人类士兵更符合道义。

　　英国谢菲尔德大学（University of Sheffield）的计算机科学家诺埃·夏基（Noel Sharkey）在专业杂志《创新技术》（Innovative Technology）上撰文指出，战斗机器人的开发应用并不仅仅存在于《终结者》之类的科幻小说中，而是业已成为严峻的现实。不少国家已将武装机器人部队派往边境，其中包括韩国和以色列。他认为，在其道德判断能力得到证明之前，杀伤性自动机器人都应当被禁止。鉴于这一目标仍是遥遥无期，夏基担心，杀伤性机器人的支持者会利用这项研究来消除反对的声音。

　　《道德机器：培养机器人的是非观》（Moral Machines: Teaching Robots Right From Wrong）的作者之一，美国印第安纳大学的哲学家科林·艾伦（Colin Allen）亦对此表示赞同，因为如今不少国家正竞相开发自动机器人，这将在世界范围内掀起新一轮的高科技武器竞赛。不过在《道德机器》一书中，艾伦亦强调，尽管追求功能最大化的工程师与伦理学家的目标似乎相悖，然而在某种程度上，提高机器人对于道德决定的敏感度与创建稳定、高效、安全的系统还是可以兼容的。这是一个应当引起所有人思考的伦理问题。

　　艾金的研究得到了美国陆军研究办公室信息科学局的资助。科学局局长兰迪·扎克瑞（Randy Zachery）表示，军方希望“基础科学”可以回答以下问题：士兵应当如何使用自动系统并与之进行互动，软件程序如何使自动系统在发挥作用的同时遵守战争法则。目前，科学家尚未开发出具体的产品或程序，其目标在于为未来的研究奠定基础。

　　在去年提交给军方的报告中，艾金介绍了战斗型自动机器人的潜在好处：他们没有自我保护的本能，不会变得愤怒或莽撞，亦不会因恐惧而失控。不仅如此，他们还可避免“情景实现”（scenario fulfillment）所带来的问题——人类更倾向于接受与自身知识体系相契合的新信息。

　　冷静的“战争助理”

　　2006年美军卫生局的一次调查为艾金的报告提供了有力的佐证。调查结果显示：只有不到一半的伊拉克驻军认为，应予以非战斗人员应有的待遇和尊重；17%的士兵将所有的伊拉克公民都视为叛乱分子；超过三分之一的人认为在特殊情况下，虐俘是可以接受的；近一半的士兵表示不会告发同僚的不道德行为。调查人员发现，被沮丧、愤怒、焦虑等负面情绪困扰或是沉浸在丧友之痛中的士兵更倾向于虐待非战斗人员。

　　艾金指出，作为“战争助理”，自动机器人可以完成各种危险任务，如参加反阻击战、清除恐怖分子隐匿点等。在类似环境中，机器人通常难以向人类操作者传送声音或图像，因而无法获得相应的指令。根据计划，他所编写的机器人程序将包括战争法的种种规定以及一些复杂的伦理问题：何时可以向坦克开火，如何区分平民、伤患、投降者和恐怖分子等等。

　　艾金的模拟系统在电脑屏幕上呈现为黑白两色。其中“飞行员”拥有人类飞行员可能拥有的所有资料，例如可以显示教堂、墓地、公寓、学校、医院或居民区等地点的详尽地图，其他信息还包括敌方军队和物质的安置地点。系统将不断发出指令，告知他们在何种情况下发起或完成攻击，并使其进一步明确首要目标。艾金表示，研究目标即是将战争法的原则和军事实用目的结合在一起。

　　为此，艾金设计了一种智能环境（intellectual landscape），各种行动都会发生在特定的空间。在响应环境（landscape of all responses）中还存在着杀伤性响应的次空间，后者被进一步细分为道德和不道德的行为空间，如向进攻的坦克发射炮弹属于前者，而向救护车开火则不符合道义。在某个案例中，一架飞行器在掠过公墓时检测到潜在的攻击目标——一辆坦克。然而与此同时亦有一小群平民在此扫墓。因此，飞行器决定继续前行，此时它发现田野里停着一辆孤零零的坦克，于是便开火摧毁了对方。

　　在艾金的机器人系统中，“总督”有着至关重要的地位。其作用相当于蒸汽机上的自动调温装置，可以根据具体情况撤销特定空间内的行动。

　　例如，在坦克—墓园的案例中，杀伤性的攻击是不道德的，不仅仅是因为墓园这一地点的神圣性，更因为攻击将给平民的生命安全带来极大的危险。而当机器人发现其他没有风险的目标时，便会采取行动。又如，在公寓楼前攻击一辆载有恐怖组织头目的出租车是符合道义的，因为目标人物至关重要，且平民伤亡风险较低。

　　“感知算法”与人道原则

　　然而，部分研究者依然担心，缺乏“情绪”的机器人是否也无法拥有人类的同情心。作为一名虔信上帝和耶稣的基督徒，艾金认为，鉴于日内瓦公约之类的法则是基于人道原则设计的，将其编入机器人的程序自然也会赋予后者某种同情心。不过，他亦承认，设计相应的“感知算法”（perceptual algorithms）并非易事，该算法可使机器人分辨伤患、持白旗的投降者以及其他丧失战斗力的人员。

　　尽管如此，艾金依然相信，未来的发展趋势是：机器人对于环境的感知能力将会不断提高，从而获得更大的自主权限。由此观之，引发相关的伦理讨论具有极为重大的意义。艾金还表示，即使杀伤性自动机器人被完全禁止，他也不会感到任何遗憾。

　　（译自《国际论坛先驱报》）

    如果在此以前你没听说过Roomba这个单词，那你绝对不够潮。早在5年前，这个圆盘状的家居清洁机器人就已经风靡全球，经过几轮更新换代，售价2800元人民币的Roomba 570也终于被摆上货架。究竟这个地球上销量最大的机器人有什么过人之处？现在就随我们一起体验。

iRobot的军转民项目？

    说道Roomba，就不得不提及Roomba的老爸iRobot公司。这家借用科幻小说大师阿西莫夫著作命名的公司，已经成为了当今量产机器人领域的领导者。电影《i.Robot》里面深入诠释的阿西莫夫机器人三原则，也被全面运用到iRobot公司的产品中。

    事实上，对于iRobot来说,Roomba只是它们在民用市场的小试牛刀之作，多年来iRobot公司已经为美国军方供应了大量战斗和救援用的机器人。在911事件发生后，iRobot生产的Packbot机器人就成功从废墟底下救出不少民众。

    至于Roomba，则是多年前iRobot和麻省理工学院媒体实验室合作的研究项目的成果。看过《数字化生存》这本书吗？在20年前麻省理工学院媒体实验室的老大尼葛洛庞帝，就成功在此书中寓言互联网、P2P、博客等东东的诞生。

Roomba能做什么？

    扯了那么多背景资料，除了能让总编达人看到本人工作勤奋，写东东前做功课之外，还可以让大家更多的了解家居机器人。那究竟Roomba能帮我们做什么？答案只有2个字——扫地。

    Roomba有着成熟的软件系统和大量的传感器。插上电源，这个圆形小东西就会开始充电，然后在你指定的时间内在房间里来回穿梭，把所有灰尘、果皮纸屑统统清理干净。在超声波传感器和红外传感器的帮助下，Roomba会绕过各种障碍，钻到你床底、沙发下面清理污垢。“体力不支”的时候，Roomba还会自己回到充电底座上休养生息。

    作为第三代Roomba产品，Roomba 570不仅拥有Roomba家族所有的清洁技能，还能被设置成定时模式，并且在清扫地板过程中自动区分特别脏的地方多次清理。总而言之，你只要把Roomba抱回家，插上电源，经过一番简单的设定，就再也不需要亲自扫地了。弱弱的告诉你，Roomba还有个兄弟叫Scooba，可以帮你顺带把拖地和清洗地面的工作解决——有了Roomba和Scooba，你一辈子都不再需要买什么扫把拖把。

Roomba 570开箱实战

    古人云是电子驴还是机械马，拖出来溜溜。作为Roomba家族的新旗舰，Roomba 570就隐藏在一个简单的纸箱中。

    打开纸箱，就可以发现Roomba 570和一大堆附件。除了圆形本体外，更小一点的圆形是Roomba的遥控器（下图左），你可以通过它设定Roomba的工作时间等行为。我们比较不解的是，Roomba遥控器只有几个按键，但却设计得如此之大，难道iRobot怕我们找不到遥控器？

    接下来露脸的是LightHouse，这个白色小灯塔实际上是为Roomba指明道路所用，如果你不想Roomba进入某个房间，只要在门口放上LightHouse即可。Lighthouse打开以后会发出红外线，就像一堵墙那样阻止Roomba进入。

    除了遥控器、LightHouse和充电底座之外，iRobot还为Roomba准备一系列清洁用具，让你可以快速清理装满灰尘的Roomba。

    接下来我们很快的插上电源，打开Roomba，由于出厂电力不足，所以Roomba还休息了几个小时才开始工作。在工作的时候，Roomba 570前端的刷子会把较大的赃物刷到灰尘袋中。而普通灰尘则靠Roomba的真空吸附功能解决。在Roomba 570的顶部，还有个Dirt Detect指示灯。一旦该指示灯亮起，就意味着Roomba 570发现了比较脏的区域，需要多次来回清理才行。

    根据iRobot的说法，Roomba 570采用了非常智能的清洁路径判算法，确保每个地方都有最少4次的清洁。在我们使用中，对此实在摸不清门路，感觉似乎是Roomba 570的即兴演出，毫无章法可言——即便Roomba 570的行动路径诡异，但却丝毫不影响他的清洁能力。

    Roomba 570在工作的时候噪音和吸尘器类似，对于希望把Roomba运行时间设定到深夜的用户，必须学会忍受Roomba 570的噪音。我们建议你把Roomba 570的运行时间设定在家中没人的时候，这样既方便清洁，也免去了忍受噪音之苦。在一般情况下，40~60分钟Roomba就能完成房间的清洁。

    为了检验Roomba 570的清洁能力，我们特意将Roomba送去某人3年没打扫过的储物室，整个储物室灰尘多的惊人。在Roomba 570的几十个来回下，灰尘基本被完全解决。当我们取下Roomba的灰尘收集盒时，已经被房间的邋遢程度所震慑！

    此时我们在想，要是Roomba 570永远不必清理灰尘收集盒那该多好！恩，iRobot你要继续加油啊！

结论：如果你厌倦了扫地拖地，那Roomba 570将会是你能买到最见效的代劳工具。在你设置好Roomba 570之后，扫把就将下岗。尽管Roomba 570已经相当智能，但遇到液体污垢和大块垃圾仍然无能为力。

    在iRobot将Roomba 570和Scooba的功能融合，推出一款擦地、扫地一体机器人之前，Roomba 570 2880元的售价依然物有所值。（来源：爱活网）