机器人的眼睛

人类通过眼睛来接受很多信息，然后通过视觉神经传递给大脑；由大脑进行工作，最后就“看到”了东西。看到这里，也许有些读者马上就会问：“机器人又是怎样‘看到’东西的？它们又没有脑袋！”

其实，机器人用不着把眼睛安在脑袋上，比如说，我们可以把机器人的眼睛安在它的“手掌”上。这是很有意思的。比如说吧，对于焊接机器人来说，它的工作是把金属零件安放在不同的位置上。如果它的手掌上长上“眼睛”，那么，机器人就会看见，该在什么地方焊，应该怎样焊了。目前，在一般的巧克力糖果厂，女工们坐在工作台的后面，运送糖块盒的流水线在它们面前缓缓移动。女工们每秒钟往盒里装两块糖。现在计划在生产流水线旁边安装两个不大的机械手和一台电视摄象机。摄象机告知这两个机械手如何运用它们的“手指”包装巧克力糖。在这种情况下，机械手便具备了某种萌芽状态的“视觉”。不过这工作是极其简单的——黑色的巧克力糖块是放在浅色的背景上的。如果对这个机器人说：“请你去拿一束白色的百合花来。”它就束手无策了。

我们知道，要在任何金属装置上配上视觉是几乎不可能的。然而，计算机技术的发展，却使一切都成为可能了。机器人视频系统的研制工作是从电视摄象机的出现开始的。物体的图象变成成千上万个点，然后这些点又构成了电视图象。这些黑白两色的点以二进制码数字信息形成输入控制机器人的电子计算机。数字 1 代表黑点，数字 0 代表白点。物体的图象在

计算机的电子存储器中被变换成了一组 0 和 1 数字。现在，计算机能够“看见”东西了，也就是说，它能将数字代码图示同存储器中的数字组进行比较了；机器人能够“认出”东西了，也就是说，能确定这个东西属于什么类的了。在 0 变成 1 的地方，计算机标出物体的轮廊和方位，然后，计算机立即将它们的许多特征计算出来，比如：面积、周长、直径等，并将它们跟计算机存储器里的物体特征进行比较。电子计算机在其存储器中找到了类似的数字组以后，机器人才能认出眼前所见的究竟是什么东西。机器人用电子语言说声“好啦”，便向自己的“手指”发出对物体进行必要操作的指令，比如，抓住物体的边缘啦，把物体翻过去啦。

机器人有个缺点，它分辨不出灰颜色的许多细微差别来，所以必须用颜色差别大的光亮来使它辨别。但装在输送带上移动的制品怎么办呢？目前，科学家们正在研制更加完善的系统，这些系统能分辨色度的许多细微差别。如正在制造借助所谓“灰度等级”形成的仪表；具有仪表上所载等级的计算机，就能分辨最细微的变化（指亮度），并能准确地识别物体。不过，这个系统太复杂了，即使对功率较大的计算机而言，识别物体所需

的时间也是很长的。这样，具有“视觉”系统的未来既取决于计算机技术的继续进步，也取决于能否制造出更好的识别装置来。然而，要使机器人的“眼睛”也能像人的眼睛那样有效，它应该依靠计算机的应智能，这种计算机的运算速度要比现代任何计算机都百万倍。虽然某些人并不认为这是幻想，特别是考虑到电子学令人目眩的进步的时候。甚至计算技术的现状也允许作出十分乐观的预测。归根结底，机器人的“视力”就是在今天也比人强得多，因为人的眼睛只能接收电磁波谱的光学部分。而相应的电子装置却不像生物那样受限制，可以使它对红外线和紫外线都灵敏。如果把雷达和声纳跟电眼联在一起，它便能在黑暗中或者在熔炉中的超亮度的光线下像望远镜或显微镜似的看东西，能判定很快或很慢的流程。那时， 人的视力“做梦也想不到”的东西将变为可能。

东京大学的感觉机器人试验正在进行。人们给机器人配备“电视机上的视力”，这使它能十分精确地确定物件的坐标。以微机为基础的控制器把工作区坐标系统换算成机械手坐标系统，编制出对机械手传动机构的控制作用来。控制是在所谓实时内完成的。例如，一个小球正在工作场地中滚动着，机器人会把它抓起来，干净利索地放入在输送带上移动的小杯中。为了减轻机器人眼睛对所有物体进行目视监督的负担，机器人眼睛所监督的铁杯，机器人夹具都涂上了鲜明的白色，跟灰色的背景形成强烈的对比。