機器人的昨天與今天（上）

李允明

過前幾次對機器人的討論，圣約翰中學機器人小組的同學們對機器人的興趣空前高漲。安妮的想法最有代表性，她對同學們說：“這么先進的機器人決不可能在短時間內發展來的，機器人是怎樣一步一步地發展到現在的呢？”大家商定還是要去請教凱文老師。到了下次興趣小組活動時，性急的安妮首先發問了。

安妮：凱文老師，人類歷史上最早的機器人誕生在哪里？

凱文老師：最早有記載的是在中國。據說在周朝周穆王在位時，一個叫偃師的工匠，制造出了一個逼真的機器人。它能夠做和人一模一樣的動作，能隨著音樂跳舞，臉部還出現歡快、激動等表情。因為這個機器人多看了國

王鐘愛的侍妾幾眼，引起國王大怒，非要殺死這個“人”和制造它的工匠偃師不可。偃師為了證明這個機器人并非真人，只得把這個機器人拆開。在場的人就看到了皮革、木板、漆料、膠質等，還有人造的五臟六腑、木制的關節、筋骨等。這個傳說很吸引人，然而至今并沒有考古的證據來證明中國古代曾有過機器人。

湯姆：我聽說中國在三國時期的諸葛亮還發明過木牛流馬呢。

凱文老師：從現代的觀點看，木牛流馬可能是一種獨輪車，不然，很難在狹窄艱險的古蜀道上通行。從古人的描述中，人們無法確定木牛流馬是用什么動力來驅動的。很遺憾，直到現在也沒有發現木牛流馬的考古證據。

杰克：那么，西方國家最早的機器人出現在什么時候呢？

凱文老師：16世紀中葉，德國有人制造出發條驅動的偶人。雖然我們不能肯定地講偶人是現代機器人的前身，但

在偶人制造的過程中的確出現了一些機器人的重要元素。

安妮：（插話）我在北京故宮博物院鐘表陳列室看見過發條驅動的偶人！小巧的偶人每當正點時刻會出來做動作報時！

凱文老師：是的。鐘表陳列室珍藏的帶有小偶人的鐘表是西方國家作為禮物送給中國清朝皇帝的。我們認定具有機器人重要元素的偶人比你看到的更為復雜。但是，從基本原理上講，它們都和一種高檔玩具——百音琴的結構是一樣的。無論百音琴的外觀怎樣千變萬化，其內部都有一個機械式的機芯。在上緊發條后，發條釋放的動力帶動音筒轉動，音筒在轉動過程中由音筒齒彈起琴片，從而發出美妙的音樂。一組琴片中每一個琴片都有固定的音高，問題是什么時候去撥動它。只要在規定的時刻有一個音筒齒撥動相應的琴片，就相當于樂曲的演奏。一個在確定位置上帶有一系列音筒齒的音筒，就對應于一首樂曲。從這個意義上講，音筒就是以機械方式保存的程序。

杰克：我明白了，每次我們玩百音琴時，就是在跑一個程序。

凱文老師：我們再想一下，如果更換一個功率足夠大的發條，并且音筒齒撥動的不是琴片，而是相應的杠桿和凸輪，那么就能夠帶動偶人的某一個關節的動作了。

湯姆：真有意思！這樣的偶人就是古代的機器人吧！

凱文老師：還不能這樣說，這樣設計的偶人只能做一組固定動作，例如一個寫字的偶人只會寫同一個字。而機器人的一個重要的特點是可編程的，人們只要編寫和執行不同的程序，就可以讓同一個機器人做出不同的動作。在鐘表制造業發展的基礎上，杰出的自動玩偶制造家、瑞士的鐘表匠道羅斯和他的兒子于1768～1774年曾造出三個偶人。他們的重要貢獻是所制造的每個偶人可以演示出幾套不同的動作，因為道羅斯找到了改變音筒上的音筒齒位置的方法。當然，這樣的偶人還遠沒有達到程序任意可編的水平，但在當時，道羅斯的機械式改變程序的方法具有劃時代的意義，可以說是一種機器人編程的雛形。

杰克：以機械方式改變程序雖然構思精妙，但總不如用計算機編制程序那樣方便和靈活吧。

凱文老師：所以，真正現代意義的機器人是在計算機出現以后才誕生的。1961年美國機械鑄造公司開發了Unimate機器人，接著又成功開發了Verstran 機器人并交由美國福特公司生產。這些都是世界上最早的工業機器人。大家要注意，我們現在普偏使用的微機的原型在1981年才問世，工業機器人比微機足足早出現了20年！

（未完待續）