机器人的昨天与今天（上）

李允明

过前几次对机器人的讨论，圣约翰中学机器人小组的同学们对机器人的兴趣空前高涨。安妮的想法最有代表性，她对同学们说：“这么先进的机器人决不可能在短时间内发展来的，机器人是怎样一步一步地发展到现在的呢？”大家商定还是要去请教凯文老师。到了下次兴趣小组活动时，性急的安妮首先发问了。

安妮：凯文老师，人类历史上最早的机器人诞生在哪里？

凯文老师：最早有记载的是在中国。据说在周朝周穆王在位时，一个叫偃师的工匠，制造出了一个逼真的机器人。它能够做和人一模一样的动作，能随着音乐跳舞，脸部还出现欢快、激动等表情。因为这个机器人多看了国

王钟爱的侍妾几眼，引起国王大怒，非要杀死这个“人”和制造它的工匠偃师不可。偃师为了证明这个机器人并非真人，只得把这个机器人拆开。在场的人就看到了皮革、木板、漆料、胶质等，还有人造的五脏六腑、木制的关节、筋骨等。这个传说很吸引人，然而至今并没有考古的证据来证明中国古代曾有过机器人。

汤姆：我听说中国在三国时期的诸葛亮还发明过木牛流马呢。

凯文老师：从现代的观点看，木牛流马可能是一种独轮车，不然，很难在狭窄艰险的古蜀道上通行。从古人的描述中，人们无法确定木牛流马是用什么动力来驱动的。很遗憾，直到现在也没有发现木牛流马的考古证据。

杰克：那么，西方国家最早的机器人出现在什么时候呢？

凯文老师：16世纪中叶，德国有人制造出发条驱动的偶人。虽然我们不能肯定地讲偶人是现代机器人的前身，但

在偶人制造的过程中的确出现了一些机器人的重要元素。

安妮：（插话）我在北京故宫博物院钟表陈列室看见过发条驱动的偶人！小巧的偶人每当正点时刻会出来做动作报时！

凯文老师：是的。钟表陈列室珍藏的带有小偶人的钟表是西方国家作为礼物送给中国清朝皇帝的。我们认定具有机器人重要元素的偶人比你看到的更为复杂。但是，从基本原理上讲，它们都和一种高档玩具——百音琴的结构是一样的。无论百音琴的外观怎样千变万化，其内部都有一个机械式的机芯。在上紧发条后，发条释放的动力带动音筒转动，音筒在转动过程中由音筒齿弹起琴片，从而发出美妙的音乐。一组琴片中每一个琴片都有固定的音高，问题是什么时候去拨动它。只要在规定的时刻有一个音筒齿拨动相应的琴片，就相当于乐曲的演奏。一个在确定位置上带有一系列音筒齿的音筒，就对应于一首乐曲。从这个意义上讲，音筒就是以机械方式保存的程序。

杰克：我明白了，每次我们玩百音琴时，就是在跑一个程序。

凯文老师：我们再想一下，如果更换一个功率足够大的发条，并且音筒齿拨动的不是琴片，而是相应的杠杆和凸轮，那么就能够带动偶人的某一个关节的动作了。

汤姆：真有意思！这样的偶人就是古代的机器人吧！

凯文老师：还不能这样说，这样设计的偶人只能做一组固定动作，例如一个写字的偶人只会写同一个字。而机器人的一个重要的特点是可编程的，人们只要编写和执行不同的程序，就可以让同一个机器人做出不同的动作。在钟表制造业发展的基础上，杰出的自动玩偶制造家、瑞士的钟表匠道罗斯和他的儿子于1768～1774年曾造出三个偶人。他们的重要贡献是所制造的每个偶人可以演示出几套不同的动作，因为道罗斯找到了改变音筒上的音筒齿位置的方法。当然，这样的偶人还远没有达到程序任意可编的水平，但在当时，道罗斯的机械式改变程序的方法具有划时代的意义，可以说是一种机器人编程的雏形。

杰克：以机械方式改变程序虽然构思精妙，但总不如用计算机编制程序那样方便和灵活吧。

凯文老师：所以，真正现代意义的机器人是在计算机出现以后才诞生的。1961年美国机械铸造公司开发了Unimate机器人，接着又成功开发了Verstran 机器人并交由美国福特公司生产。这些都是世界上最早的工业机器人。大家要注意，我们现在普偏使用的微机的原型在1981年才问世，工业机器人比微机足足早出现了20年！

（未完待续）