二、智能化机器人向我们走来

科学技术的进步和发展，使机器人从科学幻想变成了现实。目前，各种各样的机器人和机械手活跃在工业生产、工程抢险、海洋打捞、宇宙航行等领域。

电影《星球大战》有声有色地描绘了两个机器人的故事，它们会走路、会说话、会像人类一样思考和判断，它代表着未来一代的智能化机器人。这种与人类相似的智能化机器人意味着人们将完成集机器人设计、先进电子技术和机械技术完美结合的伟大创举。但是，目前人们还不能制造出这种先进的智能化机器人。在人们致力于研究第 6 代计算机的过程中，能不能造出融感觉、运动和思考于一体的智能化机器人呢？科学家们的回答是：下一世纪，智能机器人正向我们走来。

机器人智能化的标准

时至今日，在世界范围内机器人的制造和生产使用虽然已初具规模，但如何来判别机器人已达到智能化程度尚无统一和完整的标准。大多数专家认

为：智能化机器人至少应该具有以下三个要素。第一是感觉要素，即机器人能够识别其周围环境状态；第二是运动要素，即机器人能够作出各种各样对外界的反应性动作；第三是思考要素，即机器人能够根据感觉要素得到信息，经分析思考后作出相应的正确的反应动作。

感觉要素是机器人与外界沟通的重要环节，它实质上就是相当于人的眼、鼻、耳等五官。通常，它包括有能够感知视觉、接近、距离等非接触型的传感器和能够感知压觉、触觉、力度等接触型的传感器。例如，用摄像机、图象传感器、激光器等装置作为机器人的视觉代替人的眼睛；用超声波传感器、语音识别器等装置作为机器人的听觉代替人的耳朵；用压力传感器、温度传感器、位移传感器等装置作为机器人的触觉代替手感等。

运动要素是机器人完成各种动作和功能的重要环节，它实质上就是相当于人的手、脚、躯干等肢体。通常，它是一个无轨道型的移动机构，并具有诸如位置、力度、伸缩、方向以及相互组合后的实时控制性能，以便能够适应平地、台阶、墙壁、楼梯、坡道等各种不同的地理环境。例如，用轮子、履带、支脚等装置作为机器人的行走机构代替人的双脚；用吸盘、机械手等装置作为机器人的操作机构代替人的双手等。

思考要素是机器人完成各种分析、判断功能的重要环节，也是人们要赋予机器人具备智能的要素，它实质上就是相当于人的大脑。通常，它包括有理解判断、逻辑分析、推理等方面的智力活动。对机器人而言，实际上是对从外界接收到的各种信息进行有效、准确、迅速处理的过程。例如，用电子计算机、光计算机、神经计算机等装置作为机器人的信息处理机构代替大脑。

别开生面的智能测试

不久前，计算机科学家艾伦·图林提出了一个测试机器人是否有智能的方法。整个测试过程，由两个人和一台被测试的机器人共同参加。参加测试的两个人中，一个人是作为评判的研究人员，单独在一间房子里，而另一个人则作为测试对象与机器人同在另一间房子。两间房子之间的联系只能通过书面进行，除此之外相互之间是完全被严密隔绝的。

具体测试的程序是：首先由研究人员向另一间房子里的人或机器人进行提问，事先他并不知道回答这个问题的是机器还是人，而是要通过研究人员自己来判断。机器人的任务是欺骗提问的研究人员，力图要使他相信它不是机器人，而是他的同类。与机器人同一房间的人，其任务是编排答案，由自己或机器人回答，并将回答结果用书面形式进行欺骗。

如果机器人取胜，可以得出机器人是具有智能的结论。但是，机器人要取胜可不是一件容易的事，它要竭尽一切努力来欺骗提问的人。例如，研究人员问到“88.33 乘以 33.88 的积是多少”时，机器人本来是很容易回答的，可是它却故意拖延时间，并且故意答错，以便使研究人员认为这个问题是由人回答的。机器人是否完全能够模仿人类的一切，特别是思考，目前还有许多课题需要解决。但也有一些科学家认为，机器人是永远也不可能通过图林这样的考试。

智能化的难点在哪里

目前，活跃在制造行业的机器人，几乎都是工业机器人。这种机器人只能完成预先规定的简单操作，仅相当一台专用的机器。它们有像螃蟹或龙虾大钳一般的手臂，其功能非常有限，根本不像人的双手那么灵巧可以完成各种各样的动作。而智能化机器人则能认识作业环境和作业对象，理解作业目

的，对此目的所进行的动作安排，并根据感觉功能进行灵活多样的反应，实际上这是机器人实现智能化的难点所在。

人类的大脑赋予人们掌握和运用多种知识和技能的本领。例如，人类具有对周围环境的感受能力，这也是人类较其他任何生物更能生存和发展的关键之一。但是，对机器人来说，感受功能是极难实现的，因为这意味着机器人要同一系列相似的信号打交道。如在同一客厅里，你的妻子正在同她的朋友喝茶聊天，而你却在观看自己最喜爱的电视节目，完全可以做到各行其事，这对人来说是轻而易举的。但是对机器人来说，如何分辨正确信号和干扰信号是极难办到的。又如，用语言表示各种思想，是人类区别于其他生物的一个重要方面。要听懂人们讲出的语言，要理解不同语气的真正含义，甚至需要懂得俏皮话、含蓄话，这对机器人来说无疑又是一个大难题。

目前，智能化机器人的研究人员已经确定了以下各个研究难点。一是如何解决机器人诸如视觉、口头语言、触觉等感觉能力；二是如何解决机器人诸如对阅读文件、语法判断、文字翻译、标记识别等书面语言理解能力；三是如何赋予机器人诸如防灾救灾、海洋开发、宇航技术、原子能等高度专业性知识和技能；四是如何赋予机器人诸如临床、病理研究、仿生实验、生理解剖等医学诊断技术；五是如何使机器人学习和掌握诸如化学分析、工程设计、生产工艺等专门实用技术；六是如何使机器人具有像人类一样的喜、怒、哀、乐的情绪等。

科学家的雄心壮志

近几年来，美国、日本及欧洲各国已开始从具有机械自控和传感器装置的第二代机器人生产转向制造第三代的智能型机器人。

在美国，科学家已经成功地设计出具有联想功能的计算机存储器系统。它能根据输入的某个信息将有关联的部分取出来。这就像人听到或看到什么时，就会联想或回忆起相关事物一样。

在日本，科学家们正在研究一种具有自学能力的仿人脑神经细胞的光学存储系统。该系统能够对输入信号进行各种选择，对某些信号反应特别灵敏，马上能作出反应，而对另一些信号则不予理睬。它就像人脑中枢神经系统一样，能够对各种信息进行抽象的归纳。

在美国、日本、新加坡的街头，你可以看到机器人警察在值勤。当行人遇到疑难时，可向穿警服的机器人询问诸如道路、旅店、车站、码头等问题。询问时，只要按下其制服上两排扣子中的一个，就能听到行路指南。如果你觉得听不懂它的话，就可以按一下 4 只口袋上的扣子，便能选择英语、日语、汉语和马来西亚语，行人也可以通过电视屏幕与其对话。机器人警察还可以为行人提供交通地图、行路指南和报警等服务项目。

在法国，一名机器人成功地潜入 6000 米深的海底，开展海洋资源调查工作。

在日本，已有 20 名机器人在核电站工作上班，由它们完成清理核反应堆堆芯和核废料等危险性很大的工作。

在美国，一名机器人医生成功地为一名老人施行了髋关节更换手术。这个机器人医生用高速钻头精确地在病人的大腿骨上钻出一个比常规准确 20 倍的洞孔，用来连接人工髋关节。

在以“机器人王国”著称的日本，科学家们对研制智能化机器人充满信心，他们决心在 2000 年攻下人工智能的难关，争取在今后 10 年内研制出似

人化的高级智能机器人。

近十年来，日本政府和有关企业在智能化机器人研制工作中投入了巨大的人力、物力和财力，仅研制开发费用就高达 1000 亿美元之巨，列各国首位。据报导，日本高等学府和各大研究所的专家们联手组建了智能机器人课题组，分别研究信息基础理论、信息传输、人机对话、智能计算机等智能化机器人的关键技术。著名科学家阿瑟·凯斯特说：“日本人相信信息的丰富价值，他们贪婪地消化着各种知识，而不计较其内容⋯⋯”

日本电气公司所属的电子计算机和通信系统研究所，打算在一架模拟器的基础上，将每台相当于 6.4 万个神经细胞的处理器连接起来构成一个智能

化计算机的原型。这种原型的最终目标是要与具有 150 亿个神经细胞的人脑一比高低，这个宏大目标是否能够实现，全世界都在拭目以待。

美国、法国、英国、德国等一些工业发达国家的科学家们也不甘落后，有关智能化机器人的各种研究课题和项目正在紧锣密鼓地进行。各国政府也充分意识到，智能化机器人将是今后一个具有很大战略意义的领域，纷纷慷慨解囊进行投资，希望尽早研制智能化机器人并占领世界市场。

尽管有的专家对日本科学家在 10 年内研制成功智能化机器人的目标将

持怀疑态度，他们认为可能还要过 50 年或者 100 年。但他们相信实现“机器人能够像人类一样地思考、回答口头指令、识别图像、自行解决各种问题” 的目标是可以做到的。