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Servo的内容主题范围很广，从可编程逻辑，到步进马达基础、无线电通信基础、机器人基础知识、自助操作、闭环系统、语音识别、视觉添加等，到产品和图书评论，构建自己的Bot和系统项目等等。诸如DARPA、机器人世界杯足球赛、FIRST、ComBots、水下机器人挑战赛等等活动的报道。
书名：机器人爱好者 第7辑
ISBN：978-7-115-49703-1
本书由人民邮电出版社发行数字版。版权所有，侵权必究。
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著 美国SERVO杂志
译 荣 耀 徐亦迅 陆国君 等
责任编辑 武晓燕
人民邮电出版社出版发行 北京市丰台区成寿寺路11号
邮编 100164 电子邮件 315@ptpress.com.cn
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Authorized translation from the English language edition published by T & L Publication.
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本书中文简体字版由美国T&L公司授权人民邮电出版社出版。未经出版者书面许可，对本书任何部分不得以任何方式复制或抄袭。
版权所有，侵权必究。
本书是美国机器人杂志《Servo》精华内容的合集。
本书根据杂志主题对相关内容进行了精选和重新组织，分为4章。第1章介绍了机器人演变的推动者、机器人的定义以及机器人领域的新进展。第2章对机器人大赛RoboGames进行了详细的介绍。第3章是自己动手做无人机的专栏文章。第4章是全球机器人领域最新的研究动态和资讯。
本书内容新颖，信息量大，对于从事机器人和相关领域的研究和开发的读者具有很好的实用价值和指导意义，也适合对机器人感兴趣的一般读者阅读参考。
Tom Carroll 撰文 赵俐 译
有关机器人演变的话题，我已经写过好几次了。这几年里，机器人领域呈现爆发式增长。关于机器人技术进步的重磅新闻和视频几乎每天都在电视和各种媒体上播出。我也曾想过写写机器人科学的发展和演变，但发展和演变分别代表机器人技术发展和实现的两个不同方面。发展描述机器人领域发生了什么变化，而演变反映为什么会发生这些变化，以及这些演变的主要推动者是哪些人。
回首过去，这两项研究往往是相辅相成的，但我发现演变的研究稍微有趣一点。我不想从最早的工业机器人或者本田的阿西莫（Asimo）机器人讲起，只想介绍一下推动最新机器人发展的那些个人以及一些初创公司的背景。
机器人的演变远不止一连串公司研发一系列新型机器人这么简单。那些怀揣梦想的人创立了公司，凭借敏锐的洞察力和直觉，发现并招募了天才的创新者。教育背景和经验固然重要，但更重要的是创新能力，这也正是稀缺的东西。然后，这些人行动起来，将他们的梦想化作现实。
我们先来谈谈这些推动机器人演变的人们。他们中的大多数最初只不过是拥有计算机科学高级学位的新手，但最终成了机器人领域的领军人物。我会介绍几家由这些人创立的机器人初创公司以及后续从中衍生出来的一些公司，这些企业后来都成了近期机器人发展史中最耀眼的明星。
这些具有共同兴趣爱好的人是如何互动的？他们如何凝聚在一起并缔造了伟大的初创公司？这些有趣的问题耐人寻味。我将以一个众所周知的公司Willow Garage（WG）为例，讲讲从该公司衍生出的一系列硅谷初创企业的简史。这家机器人公司有着非常独特的发展和演变路径。
Scott Hassan是eGroups公司的创始人，eGroups是1997年创立的一家采用列表存档形式的电子邮件服务公司。后来Hassan在2000年将其以4.32亿美元出售给了雅虎。早先在斯坦福大学工作期间，Hassan就曾是谷歌、Alexa Internet和斯坦福数字图书馆的主要软件架构师和共同开发者之一。Hassan在这里结识了他的研究生朋友和谷歌创始人Larry Page、Sergey Brin。最初的搜索引擎的大部分代码都是由Hassan编写的，该搜索引擎最后成为许多互联网用户查找信息的首选。
Hassan向来对开源软件有着浓厚的兴趣，并且一直在向机器人开发商推荐机器人操作系统（ROS）。ROS最初是在斯坦福大学的AI实验室（SAIL）中以“Switchyard”的名义创建的。2006年年底，他利用自有资金创立了Willow Garage——一家私人投资的科研公司，该公司旨在推动机器人技术在自主设备中的发展，目标就是在机器人中使用ROS。
Hassan率领着他的Willow Garage公司演绎了一个传奇故事，一群独特、发愤图强和专注于未来的企业家实现了惊人的创举。技术的发展并不总是为了完成某项特定任务。很多时候，技术起源于那些拥有长远眼光和怀揣梦想的个人，而他们的梦想不一定有特定的目标。
Hassan聘请Steve Cousins担任Willow Garage公司的总裁兼CEO（见图1）。正如我在几本出版物中读到的，Hassan曾指示Cousins“拿点有趣的东西”布置他的新居。他的新居位于美国加利福尼亚州门洛帕克市的柳条路（Willow）上。值得注意的是，Hassan以前是为Cousins打工的。我曾与Hassan有过一面之缘，在一次前往WG的旅途中，Cousins为我们二人做了介绍。当时我就明白了他们会如此成功的原因。
图1 Scott Hassan和Steve Cousins——Willow Garage公司的两位核心人物
Willow Garage公司的第一个产品是价值40万美元的PR2机器人和基于Kinect传感器的TurtleBot机器人，它们都使用了机器人操作系统（ROS）。该公司制造了50台PR2，其中11台无偿提供给一些主流的机器人研究实验室。图2展示了11所大学的受捐者与他们的新机器人。
图2 11台PR2机器人和研究人员
图3显示了PR2测试平台。不难看出这个做工精湛的机器人为什么价值40万美元。当然，如果你的公司预算有限，可以只买单手臂版本的PR2 SE，只需28.5万美元。这款便宜的机器人采用了更新后的传感器套件。图4是机器人大赛中在Willow Garage展位上拍摄的图片，PR2的7自由度的手臂缠绕在我的胳膊上，展示了其手臂的灵活度。比灵巧更重要的是WG公司对于机器人操作系统、网真（telepresence）技术和PR2本身的注重，正如我们在海报和现场展示的两台机器人身上所看到的。
图3 PR2是一款复杂且做工精良的研究机器人
图4 Willow Garage在机器人大赛中展示的PR2和Texai网真机器人
2014年2月，Hassan宣布关闭Willow Garage公司，这在机器人世界引起了不小的震动。关于这一决定，新闻报道有点语焉不详，但据推测，Hassan认为WG已经达到了开发开源机器人软件并且让软件与各种机器人平台无缝整合的目的。毕竟，他投资了超过2000万美元的自有资金，催生了8家成功的公司，并且在机器人领域创造了一股新生力量。
在后来的《机器人商业评论》采访中，Cousins谈到他们开发过一种简单得多的机器人：“早在Willow Garage公司，我们就开发了两种版本的机器人，一个是PR2，它有两只7自由度的手臂，旨在完成更广泛的任务，基本上可以在人类环境中移动并执行人工任务。另一个是称为平台机器人的单臂机器人（见图5）。”WG的第二位雇员Melonee Wise将这一概念发扬光大，并创立了后来的Unbounded Robotics公司。后面会写到关于她公司的事情。
图5 Willow Garage平台机器人
图6所示的TurtleBot是使用机器人操作系统语言开发的一种教育工具。处理器用于处理微软Kinect的数据，而iRobot Create的基座是一个上网本，图中显示它被折叠到底层平台上。Wise（实习项目经理和后来的机器人开发经理）是这款机器人的开发者之一，她花了半天时间教我使用机器人操作系统，同时也向我展示了机器人如何利用Kinect的图像进行导航。
图6 Tully Foote、Melonee Wise与TurtleBot机器人（照片由Jimmy Sastra提供）
WG的另一个项目是制作网真机器人（见图7）——WG团队将其称为Texai。这项技术后来用于Willow Garage的衍生公司SuitableTechnologies中。图8所示的衍生公司产品是Beam机器人，它是一种在会议中用于远程采访的设备。
图7 Willow Garage的Texai网真机器人
图8 SuitableTechnologies公司的Beam智能临场系统
在Willow Garage作为一个“母公司”解散后，Hassan产生了一个想法，那就是以用于Beam智能临场系统的Texai机器人为原型制作一个简单的独立机器人。简单的控制系统可实现更高的可靠性和更好的性能，这是Hassan在设计、制造以及使用复杂的软件驱动的PR2之后要实现的下一个目标。
在Suitable Technologies的网站上，Hassan的话出现在“我们的故事”栏目下面：“Beam解决方案最初是为了解决我们在远程工作中所遇到的一些难题。尽管有很多现有技术可用，例如电子邮件、聊天工具和视频会议，但我们发现，我们的远程团队成员感到孤独，在传播过程中一些内容丢失了，并且在日常工作中频繁召开视频会议会破坏工作秩序。灵感就是在这时候产生的——如果分布式团队可以像在一起那样工作会怎样呢？”
“协作将变得更加容易，团队将会更加高效，更具有文化凝聚力。我们想到，如果我们自己感到这种痛苦，其他人也同样如此。我们设想这种轻松的智能临场系统应该是什么样的，并着手开始创建它。”Texai概念成了一个成功的产品。
2016年5月，Mark Mann通过SuitableTechnologies的Beam智能临场系统采访了Hassan，Vice.com网站对此做了报道。Mann通过一个位于Hassan办公室的Beam机器人来采访Hassan，这个机器人由Mann控制。Hassan对于Willow Garage先前的自主机器人PR2的亮眼表现大为赞叹。
Mann说：“我在帕洛阿尔托市的Suitable Technologies公司总部办公室远程访问Hassan的办公室。我发现他在那里等着我，目不转睛地凝视着我，看我正在操控的Beam机器人的摄像头。Hassan非常敏锐和专注，他是一个天才，喜欢喝大量的咖啡，慷慨分享他的创意，但如果你总跟他在一起，他会不耐烦。他极少接受采访，尽管他是现代机器人学中最重要的人物之一。”
在采访中，Hassan强调：“影响第一，资本回报率第二。”第一批新员工是实习学生，他们的任务是在机器人领域开辟新的道路。在Hassan决定关闭Willow Garage并允许员工出去创办自己的公司之前，学生人数已增加到60人。Hassan关闭公司并不是为了“让员工走出去创业”，这只是他的机器人事业发展中的一次方向改变。
Hassan说：“创建一个能够准确、快速响应语音指令并能执行简单任务的机器人仍然非常困难。”为了说明这一点，他让我操控Beam机器人把一个废纸篓放在椅子下面。“搭建这样的系统将需要成百上千的计算机科学专业的、电气工程专业的和机械工程专业的博士生。”
尽管取得了这些成就，Hassan最终还是对自主机器人大失所望。他觉得这样的机器人太贵了，无法生产。他告诉Mann：“虽然人工智能（AlphaGo）现在可以击败人类，并做出了其他令人印象深刻的壮举，但这些机器人仍然没有真正的人聪明。计算机虽然了不起，但与人脑相比，它们是微不足道的。地球上有数十亿人，所以为什么不利用人的智能，而要用人工系统呢？”
这些想法使他踏上了开发人类控制的机器人的道路——这是PR2从先进走向演变的一个明智选择。WG的关闭是实现这一目标的重要举措。
Hassan的信念与我的一连串想法不谋而合，即操控一种私人助理机器人，让数百万的老年人能够独立生活。我提出的是一种有两个简单手臂的移动机器人，它可将摔倒在地的老人搀扶起来，但它不是配备了大量传感器并且拥有复杂操控、视觉和语音识别功能的完全自主的机器人。机器人的简单手臂也可以帮助老人们上床下床、坐到椅子上和上厕所。这些只是在我造访一家老人院之后所想到的一些功能。
Hassan说，“这里”是一个有趣的词，指的是让机器人“来这里”。我觉得这个词很容易被翻译成“到我指定的位置，然后停止并等待进一步的指示”。这个词也可以是准备执行人类下达的任务的命令。然后人们可以通过一系列口语单词来发出“移动”的命令，从而让机器人帮助老年人安全地站起或坐下。
这听起来可能像是一个简单的机器人设计项目，但美国FDA Code of Federal Regulations第890章下面的“物理医疗设备”部分有很多条款可用来保护用户和病人防止遭到此类机器的潜在伤害。FDA的批准和认证可能是一个漫长的过程。想设计一个有多种运动功能的机器人不难，但要想设计一个不会以任何方式伤害人类的机器人就难了。我不确定阿西莫夫的机器人三定律是否可应用于目前的早期开发阶段，但高级AI技术肯定是机器人的一个硬性条件，机器人不仅要能够辨别人类，还要理解什么会对人类造成伤害。
Cousins对PR2在老年人和残障人士中的使用很感兴趣，他很早就请我向他和WillowGarage的一些员工演示我的个人助理机器人概念，因为他很想开发类似的应用。
这种类型的机器人已经成为设计师追求的圣杯，但由于机器人会与人类发生身体接触，所以安全问题成了绊脚石。
Cousins采取了一种不同的方法开发了一款称为Relay的机器人，如图9所示。他创立了自己的公司Savioke，设计并生产了一款完美执行单一任务的机器人，它专门为酒店客人服务。Relay不是客房里的服务员或仆人，而是一个送货机器人，和行李员差不多。
图9 Steve Cousins和Savioke公司制造的Relay机器人
图10所示的是向客人提供毛巾的机器人。是的，这款机器人比远程操控的网真机器人Beam有更多的自主权，因为它有多个传感器来利用SLAM或类似的导航技术，从而在酒店的各个楼层中找到行走的路径。
图10 Relay机器人向酒店客人提供毛巾
第一次在WG见到Melonee时，我一眼看出，这个富有创造性的女性要么会很快成为大型机器人公司的首席技术官，要么将成为一家新的大型机器人公司的创始人。她拥有成功的所有特质：教育背景（机械工程学博士）、机器人学知识，以及开发世界级机器人所需的计算机和电气专长。
离开WG之后，她与朋友联合创立了Unbounded Robotics公司，并开发了图11所示的UBR-1机器人。考虑到它作为一个研究平台所具备的所有功能，3.5万到5万美元是一个合理的价位。我觉得这款机器人具有昂贵的PR2的所有优秀品质，而成本并不高昂。由于Unbounded Robotics公司与Willow Garage公司有着连带关系，从法律角度上讲，有些方面并未达成明确一致，容易引起争议，因此Melonee不得不关闭她的公司。不久之后，她又创立了Fetch Robotics公司。
图11 Melonee Wise的Unbounded Robotics公司制作的UBR-1机器人
《麻省理工学院科技评论》的一篇关于“35名35岁以下的创新者”的文章对Melonee给出了最好的描述：“Melonee Wise认为所有家庭都将拥有自主机器人——比如《杰森一家》中的机器人女仆罗西，只需去掉她的围裙和布鲁克林口音。问题只有一个，作为今年初创公司Fetch Robotics的首席执行官，Wise认为这件事不会在她的有生之年发生，因为硬件和软件方面的挑战太大。她承认，‘我可能是你见过的最悲观的机器人专家之一。’”
Fetch Robotics正在追求一个充满希望的领域：仓库和电子商务运营中心，这里的人员流失率居高不下，人员受伤和员工盗窃事件频发，并且长期处于人员短缺状态，工人们需要睡眠和休息。她的第一个产品是Fetch（见图12），这是我见过的设计得最合理的机器人之一。该机器人的主要特点是拥有后驱动式7自由度手臂，能够举起超过5.9kg的东西。Fetch的自身质量为113.4kg，其高度可以从109.2cm调整到147.3cm。
图12 Melonee Wise和Fetch
其头部有一个SICK避障激光扫描仪（探测范围为25m）以及一个可平移和倾斜的PrimeSense 3D传感器，还有大量的安装点可用于加装更多传感器。Fetch的基座包括一个充电坞。Wise说，视觉系统无法识别实际物体，但能感知空间和所要抓取的物体的大小。Wise还为Fetch生产了一个配套机器人，名为Freight。图13显示了两个不同的机器人是如何协同工作的。Freight的目的是跟随Fetch，在其旁边工作，其铰接臂可以接过和搬运从货架上取出的物品。
图13 两个Fetch Robotics机器人：Fetch和Freight在协同工作
我们再来看看另一家公司iRobot，它由麻省理工学院的3名同事组成，其中两位是学生，另一位是他们的教授。Rodney Brooks教授在澳大利亚的阿德莱德出生和长大。他于1981年移居美国，并获得了斯坦福大学的计算机科学博士学位。他是麻省理工学院的机器人学教授，曾任麻省理工学院计算机科学与人工智能实验室主任。
Brooks的学生之一Colin Angle拥有电气工程学士学位和计算机科学硕士学位，这两个学位都是从麻省理工学院获得的。Angle一直留在iRobot公司，担任首席执行官和董事会主席。Brooks的另一位学生Helen Greiner出生在英国伦敦，当她5岁时举家移居美国。她受到电影《星球大战》中的机器人的启发，去麻省理工学院求学，并获得了计算机科学和电气工程的双硕士学位。Greiner和Angle都登记注册了麻省理工学院的博士课程，但没有开始学习，因为他们迫切地想与Brooks教授一起创立iRobot公司。
Greiner和Brooks离开iRobot后，组建了自己的公司。
Greiner是所有iRobot产品（特别是军事机器人（见图14））的主要设计者。这款重达10.89kg的机器人价格不等，低的有10万美元出头的，高的则达到20万美元，所以你不会在当地的爱好者商店中发现它们的身影。这款机器人有6000多台销往世界各地，大部分卖给了小型和大型警署以及军队机构。
图14 Helen Greiner和iRobot PackBot
Greiner于2008年离开iRobot，同年创办了CyPhy Works公司，这是一家主要为消费者和军事市场开发小型多旋翼无人机的公司。她独特的有线电缆设计允许无限的飞行时间、可靠的无人机控制、安全的通信以及高质量的视频反馈。图15所示的不间断空中侦察通信（PARC）无人机允许在军事战场条件下进行持续的多天监视。
图15 CyPhy Works为军队制造的PARC无人机
Rodney Brooks也于2008年离开iRobot，他创立了Heartland Robotics公司，专注于工业和工作场所机器人，旨在提高美国的竞争力。2012年年中，他将公司更名为Rethink Robotics。
正如公司网站主页提到的：“早在Rethink Robotics的创始人Rodney Brooks于21世纪前10年在iRobot公司生产Roomba扫地机器人的时候，他就目睹了离岸制造过程的挑战和低效。在那之后，他创立了Rethink Robotics公司，目的是为制造商提供一种全新类型的自动化技术。这种自动化技术足够安全，你可以在它旁边工作而无需保护罩；非工程师也可以轻松地手动训练它；具有足够的灵活性，可以在没有集成商的情况下快速在不同工作地点之间移动；价格适中，所有规模的公司都能买得起。
“这一愿景是在2012年通过Baxter实现的。制造商第一次拥有了一个经济高效且易于采用的离岸制造机械化替代方案。市场产生了一个新的自动化类别，叫作协作机器人。”
Baxter机器人的价格为2.5万～4万美元，高度为91.44cm，并且利用可调基座可以在177.8～190.5cm之间调整其高度。它的质量为74.84kg（基座质量约合138.8kg）。它是专为生产线上简单枯燥的工作设计的，也可以进行材料的装卸、分拣和处理。其目标用户为中小型公司。
图16是Baxter和Brooks的合影。这款机器人是业界所说的协作机器人，它是工业机器人行业的一个最新类别。过去许多工业机器人在作业时会对周围的人类造成威胁，因此机器人周围及其作业区域必须配备防护屏障。机器人身上安装了传感器，如果有人进入工作空间，机器人将立即停止工作。
图16 Rodney Brooks和Baxter
协作机器人没有大型工业机器人的快速移动的速度和力量，但它具有柔顺的关节，你可以抓住它的后驱式手臂并毫不费力地移动它。Baxter的笑脸和转动的眼睛让操作者感到轻松。编程和使用的简单性使得Brooks的机器人受到许多小企业的欢迎。
许多机器人公司为机器人的演变铺平了道路。本文只是着重介绍了读者可能熟悉的两家“母公司”以及它们背后雄心勃勃的企业家。我发现一个特点，这些人大都拥有高级计算机科学学位。Melonee Wise拥有机械工程学博士学位，但我发现她在高级编码和ROS编程以及C++客户端库、Python、LISP和Ubuntu Linux等方面同样有着过人的才能。Helen Greiner也拥有电气工程学位，这两位女士是其公司大部分机器人产品的主要设计者。
我认为计算机和微控制器的使用是现代机器人演变的一大飞跃。有些惊人的“机器人”早在18世纪70年代就被造出来了，如图17所示的写字机器人，它是由Pierre Jaquet-Droz用6000多个手工零件制作的。
图17 Pierre Jaquet-Droz制作的写字机器人
对自动化机械“计算机”的编程就是仔细打磨大量的黄铜凸轮和齿轮，同理，“改编程序”就是用新打磨的凸轮来更换原有零部件。即使是20世纪60年代的早期Unimation工业机器人，也是用旋转式磁鼓作为程序存储器。从那以后，我们走了很长的路。
令人惊奇的是，无论什么机器人多么吸引人们的眼球，这都不是机器人本身的魅力。在机器人制造的背后，许多人开辟出了漫长的技术发展道路。大多数负责这项技术的人都没有意识到他们为机器人的发明做出的巨大贡献。
“好奇号”火星探测车、Elon Musk的特斯拉无人驾驶汽车、Larry Page和Sergey Brin的无人驾驶汽车、IBM的沃森超级计算机，以及当今许多其他惊人的技术壮举，花费了成千上万追求各自目标的人们的才智和努力。其他人借鉴了他们的成果，并创造了奇迹。
Scott Hassan的Willow Garage衍生了8家初创公司和基金会，如Industrial Perception和Redwood Robotics，后来它们都被谷歌收购了。
Tom Carroll 撰文 赵俐 译
在一些会议和SRS Robothon机器人博览会上，曾经有些人和我谈论关于制作机器人的话题。有些人读过我写的有关如何设计和规划项目的文章，他们担心可能需要CAD软件和大量的计算机编程及电子学知识。我总是试图说服那些哪怕对制作机器人只有一点点兴趣的人——“只管去做”。
我相信，大多数考虑过制作机器人的人们可能已经拥有了最难掌握的技能——基本的机械制作能力。通常，拥有机械背景也意味着拥有基本的电子学知识。在具备对微控制器的基本理解和编程的基础上，你就可以开始制作了。如果一个人缺少其中一两项技能，也许朋友可以提供一些帮助，直到他可以独立工作。
只需要具备少量的基本技能，再加上学习机器人知识的强烈愿望，就可以制作出一个出色的机器人。学习制作机器人的最好方式就是动手去做，然后在制作期间不断从错误中学习。阅读机器人书籍固然有帮助，但实际的“动手”经验才是最好的老师。
小时候，在看过电影Tobor the Great（见图1）之后，我决定要制作一个机器人。在内心深处，我认为它是一个穿着机器人套装的高大男子，但我真地很想相信Tobor是真实存在的。图1中的小男孩是电影故事中的主角。
图1 1954年Tobor the Great电影中的机器人Tobor
我对于机器人并没有什么明确的研究目标，也不是为了教育。我没有写机器人制作方法的书，只写了一些关于机器人制作的文章。我只是想要有一个机器人。我并不是希望让机器人打扫房间或做家务。我只是希望有个机器人坐在我房间的角落里，看起来酷酷的。在讨论我的机器人项目之前，我想先介绍一个独一无二的机器人，它是我小时候“从零开始”制作的，给了我极大的启发。
我在1956年童子军的Boy's Life杂志上看到过一篇文章，题目是Gismo the Great，如图2所示。这是由美国罗得岛州的13岁男孩Sherwood Fuehrer制作的。Sherwood（Woody）从哥哥那里得到了这个想法，当时他哥哥说：“哦，Woody，你为什么不造个机器人呢？”Woody找来两根长杆当作机器人的腿，拿一个油桶当作机器人的头，再用手电筒灯泡当作机器人的眼睛，还装了其他的部件，如图3所示。他用了一个从父亲那里得到的旧电动机，以抬高和降低用一些玩具配件制作的手臂。
图2 1954年Sherwood Fuehrer制作的Gismo机器人
图3 Sherwood Fuehrer正在制作他的Gismo机器人
他收集了许多电子元件、电线和开关，因为他的业余爱好是无线电。机器人的身体是用一个空的椒盐脆饼（pretzel）桶做成的（约合2.27kg），然后他用变速箱壳做了机器人的臀部。很快机器人的手臂就能动起来了，抓手可以打开并抓取东西。用手电筒灯泡做的眼睛一闪一闪，头部嗡嗡作响。机器人身上还装饰了一个指示灯和跳动的心脏。在制作完成几小时之后，Woody给它取名为“Gismo”，这是他的科学课老师家的宠物狗的名字。
正如Woody后来在Boy's Life杂志中写道的，“这就是Gismo，现在它已经准备好亮相了，但那时，我不知道它要去见多少人。我带着它进入了罗德岛国家科学博览会，在那里它获得了首次认可。它引起了不小的轰动。当我操作累了想要休息的时候，就在它的手里塞一个‘外出午餐’的牌子。”
Providence Journal杂志以他的创作为题材写了一篇故事。后来，美联社和合众社都做了报导。不久，Gismo风靡整个美国。在那个星期里，他在两个电视节目上亮相。Woody说：“我收到了大量邮件。从美国各地寄来很多信件——男孩想要计划，而女孩只想和我交朋友。”
Woody后来写道：“很快它的照片引起了椒盐脆饼协会（Pretzel Institute）的注意。他们表示，如果Gismo对椒盐脆饼感兴趣，可以为我提供一趟由他们付费的纽约旅行。Gismo当然愿意去啦，因为它的身体以前就是用来装这种椒盐脆饼的。”
Woody和他的母亲前往纽约，住在罗斯福酒店。Woody说：“‘1820房间有个机器人’的消息很快传遍整个酒店，好奇的游客开始挤进大厅。”他们还上了Dave Garroway主持的“Today Show”节目，Gismo四处为大家分发椒盐脆饼。后来，它还参加了在帝国大厦顶楼举行的儿童节目。
有一个由福特赞助的竞赛，Woody想带着Gismo参加，他意识到Gismo需要一次全面的检修和改进。“第一次让Gismo走动的尝试以失败告终。我在它的脚上安了滚轴并推着它前进，突然它被地板上的一个裂缝绊倒。它肯定需要急救！一只胳膊和两个手腕摔碎了，用椒盐脆饼桶做成的身体也碎得难以修复了。”
Gismo和Woody不断被邀请参加各种电视节目和其他展览。他继续完善和改良他的机器人，安装了用电动机驱动的脚，通过外部连线的录音机改善了声音效果，安装了更好的灯光以及各种花俏的修饰，能想到的他都做了。
Woody在Boy's Life一文中最后谈到了他对未来的憧憬。他说：“不知你有没有猜到，我的理想是成为一名电子工程师。”我最近没有看到过有关他的文章，但当时的所有电视和新闻报道充分说明20世纪50年代的大众对机器人有多么感兴趣。
小时候，在读了Gismo的故事后，我对自己说，“如果Woody可以做那么大一个机器人，我也可以！”我的第一个机器人太笨重了，无法走路，因为它是用1.905cm的胶合板做成的。虽然我小时候喜欢摄影，但我无法找到这个机器人的任何照片了，也不记得我是否给这个名为Cosmo的机器人拍过照片。
我的父亲有一个不错的木工车间，所以我在一张桌子上锯开了大块的胶合板。大部分的金属加工都是我用手工工具完成的，比如钢锯或木匠钻床。Cosmo和我的身高差不多，它的头是用一个矩形的风箱做成的。脖子可以用咖啡杯来做，但主要是它的胸部太大了，导致它非常沉重。它约有46cm宽，30cm厚，56cm高。我用两根12.7cm的圆形金属管作为它的腿。它的脚是用长方形胶合板做成的，我用玩具橡胶轮胎安装在滚轴滑板底座上（用橡胶轮胎取代金属车轮），两个交流齿轮电动机分别连接到脚的两个后轮上。眼睛是用红色灯泡做的。它有两个车轮电动机，扬声器口通过几根老电视天线（4股电线拧到一起）连接到遥控器面板。
我第一次尝试运行单速电动机时，Cosmo直接冲到我二楼工作间的地板上，把我的母亲吓坏了。不用说，我不得不扩大车轮间距，以保持它的直立。
我还没来得及将这个机器人展示给我的父亲，他就去世了，所以我只能在万圣节之夜展示它了，让它将糖果派发给孩子们，尽管它的手和胳膊还不能动。它太重了，我很难把它拆成两半带到学校展示给同学。我将它的胸部改为一个金属罐，我的哥哥给了我几个直流电动机，我用在了它的手臂上，但我一直也没能按照我想象的方式完成它。
我从早期的机器人制作经验中学到了一些宝贵的知识。在制作更大的机器人之前，先从小处开始学习机器人的制造。例如，不要使用厚胶合板作为身体材料，让重心（身体质量）尽可能低；永远不要使用115V的交流电为机器人的电动机、电子设备和灯泡供电；使用具有变速控制功能的直流电动机。最后，我制作了更小的机器人，它的造价更低，并且用继电器逻辑和光阻单元来实现自主控制。
30年后的1987年，我自己的3个儿子参加了童子军，我是他们的童子军团长。我问他们是否愿意造一个机器人。我的双胞胎儿子（见图4）很喜欢这个想法，于是我让他们弄清楚自己想要什么，并四处寻找用于制造“机器人”的部件。我想让他们看看周围有没有适合用来制作机器人的东西，而不是直接把我的想法灌输给他们。
图4 我的双胞胎儿子在制作Gismo 2BL的手臂
他们选择用一个小的废纸篓作为机器人的身体，并问我是否可以把我多余的两组双电动机（见图5）给他们。这两组电动机是从Milton Bradley的Big Trak未来军用汽车玩具上拆下来的。一组电动机用于轮子，另一组用于手臂。他们俩有一个大的Big Trak，这是我和妻子给他们其中一个人的圣诞礼物，但还有几组电动机是从附近二手配件商店淘来的。
图5 Gismo 2BL的底座上有一个Big Trak双电动机元件
我断定这个项目将成为Boy's Life杂志的一篇出色文章，于是我联系了杂志社，他们也很喜欢这个创意。我想将这个机器人命名为Cosmo，但杂志社希望在文章中沿用这个机器人原型的名字。我拍了一些儿子们的照片，因为机器人是他们制作的，我只是帮他们切割管子作为手臂，并把一些金属托架弄弯。在前往达拉斯地区的一次出差中，我把完成的机器人送到了Boy's Life办公室，他们把机器人打扮得漂漂亮亮，并且拍了照片作为杂志封面（见图6）。我们将这个新机器人命名为“Gismo 2BL”，作为“如何用不到50美元造一个机器人”系列的第二篇文章。这篇文章成为1987年2月刊的封面故事。
图6 Gismo 2BL的造价可以低于50美元
Boy's Life提出了一种Gismo 3的设计（见图7），将一个用垃圾桶做成的“机器人身体”安放在卡车模型底盘上来进行遥控。我希望读者能够设计和制作一个由微控制器或开源硬件控制的Gismo 4，然后也刊登在Boy's Life杂志上（或者就发表在SERVO杂志上）。
图7 Gismo 3是在一个卡车模型底盘上制作的
本节开头以这3个早期机器人为例，告诉大家任何人都可以在家里制作这样的机器人。正如人们所发现的那样，制作理想的机器人并非易事。有了决心，这个过程可以变成一种劳动的乐趣，但开始时可能有点令人沮丧。我在前面着重介绍了机器人制作的规划和设计过程。我仍然觉得，这个过程适用于大多数的项目，但有的时候，收集一些看起来可用作机器人零部件的东西是一个有趣的过程，直到你有了足够的零件来构想如何制作出一个完整的机器人。
为了减少挫折，明智的做法是坐在一堆零件前面，勾勒出最初的想法——你想让机器人执行什么功能，然后设计机器人的外形和尺寸。你还需要了解实际已经拥有的资源，以及需要购买的其他物品。如果运气不错，这堆零件或许可以满足所有需求了。
你可能还需要检查一下初始设计的复杂性，你具备哪些能力，还需要别人为你做哪些事情。假设你在一次展览中看到了一个外观和功能都非常出色的机器人，并且决定做一个类似的机器人。你联系了这个机器人的制作者，去拜访他，对他的工作间感到惊奇。他有一个大型钻床、一台铣床、一个约30cm×91cm的金属车床、一个钣金剪切制动器以及一台MIG焊机。而你自己只有一个小的桌面钻床、一个无线电钻和一个不错的手动工具。你问自己：“我应该找一家机械加工车间或者花钱找一个拥有这样车间的人来帮我制作一些零件吗？或者，我可以用现有工具来完成这个项目吗？”
再来看看你有哪些电气工具和计算机工具可用于机器人项目。你环顾四周，有一个已经测试过的开源硬件，还有一些盾牌电器公司生产的小零件，它们可作为电动机控制器和传感器输入设备。你还有一个廉价的数字万用表、一个焊接设备以及一些电子类的手动工具。你有一些基本的计算机、电子、电气和机械技能。你可以利用这些基本技能和资源制作一个漂亮的机器人吗？是的！
我以前曾写过Jim Hill。他是我的一位老朋友，图8显示了他制作的炫酷机器人Charlie。Jim曾在一家汽车经销店做过配件经理，有机会使用较大型的工具，但他的机器人完全是用手工工具做成的，如手电钻和钢锯。当然，用高速切削刀或钻孔锯在金属板上开一个大孔，比用手电钻打一堆小孔然后再锯成大孔要容易多了，但最终结果是一样的。只要充分利用手头的现有工具，就完全可以开始制作一个机器人。
图8 Jim Hill制作的机器人Charlie
Jim于1983年做的这个机器人的复杂度丝毫不逊色于今天任何试验者做的机器人。它由精心加工的铝板和内部铝横梁结构做成，是一个非常坚固的机器人。当他开始这个项目时，他根据能找到的零部件来确定最终设计。他住在帕萨迪纳的二手配件商店附近，大多数机器人制造者将这个商店称为“C&H大卖场”。
Jim用从C&H大卖场淘来的飞机电动推杆作为查理的手臂关节。手臂的移动方式与人类的肌肉非常相似，在二手配件市场中很难找到具有足够扭矩的轻质旋转式输出式轮电动机。Jim没有在每个接头的位置安装重电动机，而是用柔性电缆连接到机器人胸腔内的汽车座椅电动机，从而将电动机的功率传递到手臂关节。
所有这一切都是通过基本的手动工具和手电钻完成的。对于任何想要尝试的人来说，这些基本工具都是制作带手臂的大块头机器人的良好配置。我在1984年4月为Popular Mechanics杂志撰写的封面故事中介绍了Jim和他的机器人（见图9）。这个机器人得到的反馈比我自己的机器人得到的反馈要多得多。Charlie的个性吸引了人们的关注。
图9 Jim Hill的Charlie登上Popular Mechanics杂志1984年4月刊的封面
我第一次遇见Dave Shinsel是在2009年的“波特兰地区机器人学会（PARTS）”会议上，当时他带来了自制的机器人Loki（见图10）向与会成员展示。机器人的名字Loki来自挪威传说中恶作剧之神的名字，坦率地说，它看起来确实有点像是恶作剧的样子。
图10 Dave Shinsel和Loki
机器人的头部、身体和手臂完全用他从各个地方收集的零件做成，比如用廉价手电筒和罐头壳来做眼睛。Dave告诉我，“我总是在寻找可以用在机器人身上的有用和有趣的东西。Loki的肩膀是用沙发腿护套做成的。”
Dave说：“Loki的驱动轮是我在五金店淘到的割草机轮子。它的尾轮是用我从一家体育用品店买的两个滑板车轮制成的。机器人身上的装饰条是我从汽配商店买到的车窗压条，还有一些装饰灯也来自汽配商店，那里有很多有趣的装饰灯。”
对于一个英特尔软件工程师来说，将所有机械零件和车轮电动机以及一系列传感器连接到微控制器当然不是什么难事。图11中的框图是Loki的传感器和控制的简单框图。Dave目前在英特尔的新技术小组工作，负责机器人技术部门。
图11 传感器和控制框图
在波特兰地区的二手配件商店里，他找到了价格仅为1美元的高品质轴承。他为机器人的每个肘关节安装了一个轴承，图10所示的肩托也是从二手配件商店中得到的。
随着时间的推移，我看到Dave为机器人增加了另一只手臂，并且改进了它的抓手。原来的左抓手是从药店淘来的。Loki的声音是从安装在脖子上的一个iPod扬声器发出的。Dave还去家得宝买来了百叶窗式的格栅，并且安装在机器人的侧面和前面。他非常巧妙地用一台笔记本电脑作为显示屏安装在机器人的胸部，还安装了键盘用来进行Visual C++编程，以通过编程来控制一个采用CCS C编译器的基于PIC的微控制器。他用两个用夹子别上去的罗技电脑摄像头充当了眼睛，看起来很有立体感。
在制作完Loki之后，Dave又制作了一个名为Alice的机器人，并将它作为一个软件测试平台。如图12所示，左边是Loki，右边是Alice，可以看到它们都安装了微软Kinect传感器。Alice的天线杆下面有一个LCD显示屏，底座使用了新的Kobuki平台，该平台采用了最新的TurtleBot 2，TurtleBot 2的前身是Melonee Wise在Willow Garage公司开发的。
图12 Loki和Alice
作为一名软件工程师，Dave通过他的一系列机器人迅速成为一名机器人硬件工程师。除了用Kinect作为3D相机传感器之外，Alice身上还使用了英特尔NUC计算机和一个Arduino Mega2560。机器人和它的计算机通过USB集线器、传感器和电动机控制器进行通信。
Dave还有另一项比较有趣的成就，他受邀参加了机器人战斗联赛。2013年年初，SyFy频道发起了一个独特的机器人竞赛，即“机器人战斗联赛”，并制造了12个约244cm高的战斗机器人，它们被编到12个参赛队中。Dave因制作了多个机器人而受到新闻媒体的关注，他和他的女儿被选中参加其中一个队的比赛，Dave作为教练，而Amber作为机器人操控者（见图13）。Dave坐在计算机控制系统前，Amber站在旁边，身上绑着一个外骨骼运动控制系统。
图13 Dave Shinsel和他的女儿Amber操控的“粉碎者”赢得了10万美元奖金
他们被分配了一个名为“粉碎者”的机器人，如图14所示，它外面有橙色的保护骨架。注意，这两个机器人后面的金属“管子”中包含电源、液压装置和控制线，同时这些“管子”还能保持机器人的平衡，防止摔倒。
图14 “粉碎者”（左）在机器人战斗联赛中迎战钢旋风
Dave和Amber开始时的形势并不是十分有利，有几个回合失败了，但他们越战越勇，最后赢得了比赛和10万美元奖金（操控别人制作的机器人取得如此战绩真的很了不起，并且他们玩得也非常开心！）
在回合的间隙，每支参赛队都需要修理他们的机器人，因此每支队伍的修理人员都必须具备广泛的机器人知识。图15显示了Dave和Amber在颁奖中心赢得10万美元奖金和奖杯时的惊喜之情。
图15 Dave和Amber赢得了机器人战斗联赛冠军
本文列举的几个机器人都是业余爱好者用四处收集来的零件制作的，任何人都可以做出来。高中生甚至初中生都可以设计和制作这些机器人。它们不必是具有高级微控制器和多轴手臂的电动机器人，它们可以是非功能性的可爱机器人，可以作为桌面装饰品，如图16所示。如果想让机器人动起来，你可以为它们增加便宜的伺服器，或许需要改变一下机器人的脚，让它在走起来时能够保持平衡，在这个过程中你可以学到机器人知识。
图16 用废料制成的可爱的小机器人
你的灵感或许来自某场电影，或者是想赢得某个比赛的奖金。作为家长或老师，你可以通过培养孩子对科学和计算机的初步兴趣，来引导他们踏上这个奇妙职业之旅，并帮助他们前进一小步——制作一个机器人。
很多学校在小学阶段就开设了STEM（科学、技术、工程、数学）课程。
你也可以鼓励孩子们在家中做一些实验，做一些基本的修修补补的工作，以提升他们的创造力。制作机器人不需要花很多钱，任何人都可以做到。
Tom Carroll 撰稿 李军 译
多年来，我无数次被问到，到底如何定义一个机器人。2010年，我曾经给SERVO杂志写过相关的文章。那么，如何区分什么是机器人，什么不是机器人呢？
美国机器人研究院在1979年的时候给出的机器人定义为：“机器人是一个可重复编程的、多功能的机械手，它被设计用来‘搬运’材料、部件、工具或者特殊的设备。通过各种编程可实现的运动来让其执行各种任务”。该定义是由工业机器人组织给出的，因为早期几乎没有其他类型的机器人。
“可重复编程的（reprogrammable）”表示机器人不仅有某种类型的计算机，可以在其内存中存储一系列的“操作”以完成一系列的任务，而且这个内存可以重新编程，以便随后完成另外一系列的任务。机器人用来“搬运”材料、部件、工具或者特殊的设备，但它自身并不是一个能够移动的机器人。
另一个机器人的定义是这样的，“机器人是一台真实的或想象出来的机器，它由计算机控制，并且被制作成人或动物的样子。这台机器能够完成人的工作，并且能够自动运行或者由计算机控制运行。”
还有一种机器人定义综合了上面的几种说法：“机器人是和人类相似的一种机械性设备，并且能够通过命令或者预编程来执行各种常见的、复杂的人类任务。它是能够自动运行或通过远程控制运行的一种机器或设备。”
要确定什么样的东西才能被视为机器人，或许我们可以应用类似鸭子测试一样的方法，即“如果它看上去像一只鸭子，并且像一只鸭子一样地游泳和嘎嘎叫，那么它就是一只鸭子”。我的版本是，“如果它看上去像是一个机器人，像一个机器人一样走路，并且行为也像一个机器人，那么它可能就是机器人。”
之所以将这个句子后面的部分做了修改，是有原因的。机器人似乎没有清晰明确的定义。对于大多数人来说，像机器人这样复杂的众多机械的装置，要比那些极为常见的水鸟更加神秘一些。机器人有如此多的形态，以至于人们看到一个特定的物体就认为它“看上去”像是一个机器人，但实际上它常常是完全不同的东西。早期的科学幻想中的机器人，总是双足行走的人形机器人。
我还将强调一些大为不同的“机器人”，公众以及与机器人科学相关的人们都将其称为机器人。我首先会介绍“机器人”这个名字的由来，然后介绍一位普及机器人知识的作家，最后再讨论几部以不同方式展现人类的发明创造的电影。我还将介绍一些独特的机器人，它们是它们所属的那类机器人中的先驱。
图1展示了人们所谓的“机器人”的很多不同的类型。仔细看看这些类型，你会注意到，如果按照前面给出的机器人的早期的定义，其中的很多机器人就不能入选了。
图1 所有类型的机器人
“机器人”一词实际上源自于捷克作家卡雷尔•恰佩克（Karel Capek）写于1920年的剧作RUR（Rossum's Universal Robots）。这部剧作中的主要角色是一个叫作“roboti”的人造人类，它是由RUR工厂的有机合成材料制造出来的。我猜想“有机合成材料”这个术语让Karel能够描绘出这样的一个工厂：它能够合成某些东西，而这些东西看上去就像是由有机的人类形体的“部分”组成的。在这部戏剧中，由真人来扮演这个主要角色肯定是很方便的（见图2）。他们戴着有趣的金属帽子，穿着有垫肩的衣服，以表明是非人类生物。
图2 戏剧Rossum's Universal Robots中的机器人
roboti源自于古斯拉夫语中的“rabota”一词，表示“奴役”或“奴隶劳工”。Karel和他的兄弟Josef将这个词改为“robot”。制造机器人就是为了让它们去做这些乏味的和重复性高的人类工作。在Rossum's Universal Robots这部剧作的结尾，这些机器人杀死了每一个人，除了一个看上去并不是那么懒惰的人以外。
几乎有一个世纪了，机器人都被用来突出人类社会中的道德伦理问题。和奴隶制、种族隔离社会、工会组织以及分阶层社会相关联的问题，都是以机器人作为角色，来向人类观众传达解决这些问题的另一个视角。在戏剧《Rossum's Universal Robots》之后，当电影技术发展起来以后，制作以人类和机器人为主角的电影变得很容易实现，而且其成本也比舞台戏剧要低。
20世纪20年代后期，出现了一部用机器人来反映独特社会问题的较好作品，它就是经典的电影《大都会》（Metropolis）。这部电影是1927年由德国导演Fritz Lang执导的，他让一位年轻的妇女Maria“转变”为一个“Maschinenmensch”（见图3）——这是外形像是一名女子的金属机器人。
图3 Fritz Lang在1927年执导的电影《大都会》中的Maria
这一转换过程如图4所示，电影用一个光环表示了这一过程。Maria最初是地下城中一位可怜的工人，是反抗生活在上流社会中的富有实业家中的一分子。这是首次由演员穿上机器人的服装来扮演一个机器人。女演员Brigitte Helm的机器人服装穿在身上很不舒服，因为这衣服会弄疼并擦伤演员，但导演Lang坚持让她穿上这套衣服而不是使用替身。
图4 《大都会》中的Maria和《星球大战》中的C-3PO有一些相似性
在转换的场景中，演员Helm晕了过去，因为拍摄所花的时间太长了，并且她在这样空间有限的服装中并没有足够的空气可供呼吸。
1953年的黑白片喜剧科幻电影《Twonky》简直就是票房毒药。我在几十年前读到过它最初的故事蓝本，其中，Twonky还只是由迷恋地球的外星人在高保真玩家的工厂里所制造的一台高保真唱机。在新的剧情中，Twonky则是一位大学的哲学教师West在他的妻子出门旅行的时候所购买的第一台电视机。
当主人公Kerry West想要自己点燃一根香烟的时候，这台电视机发出了一条光柱，帮他点燃了香烟（见图5），由此证明了这台电视机远不止是一台电视机。虽然West对所看到的事情难以置信，但是当电视机随后再次点燃他的烟斗时，他确信这台电视机不一般。然后，他发现这台电视机能够自己行走、洗餐盘并且打扫地板。这台电视机随后还制作了一堆5美元的钞票，支付给电视配送人员，而且只允许West喝一杯咖啡，并且还将他所选择的经典音乐改为军乐。
图5 Twonky点燃West的香烟
大学足球队教练意识到Twonkey只为West一个人工作，为了检验这一想法，他踢了West一脚，而这台电视机当时就让教练的腿变得无法动弹。随后，这台电视机还改变了West的思想，并且导致他无法接着执教足球队。West决定除掉这台奇怪的电视机，而这台电视机摧毁了他所做的各种努力。最后，Twonkey在试图驾驶汽车的时候毁于一场车祸。Twonkey肯定不是一台普通的电视机，甚至不是一个普通的机器人。
这些最早的科学幻想电影和戏剧展示了几个非常重要的特点和哲学问题，而这些问题是驱动后续科幻电影发展的关键因素。《RUR》和《大都会》的剧情提出了这样的假设，即不能完全相信机器人，并且机器人的最终目的是终结人类或者取代人类的位置。随后的电影和其他的文学作品，诸如《Twonky》，则从不同的角度展示了机器人。
在计算机三维动画技术（Computer Graphic Image，CGI）变得通用之前，在很多电影之中，都是由演员穿上机器人的服装来扮演机器人，包括《星球大战》中流行的机器人R2D2和C-3PO也是如此。George Lucas在设想《星球大战》中的C-3P0时（见图4），一定受到了《大都会》中的Maria的启发。C-3PO成了电影史上最有影响力的机器人角色之一。C-3PO的搭档R2D2似乎更像是一个有趣的垃圾桶，这真是双足行走机器人的一次独特逆转。
1956年的电影《Forbidden Planet》中的Robbie是另一个令人难忘的电影机器人。在图6所示的场景中，飞船的船长在一次“安全的”演示中告诉Robbie如何开火，因为在机器人的脑海里，是不允许杀害人类的。就像几乎所有电影中的机器人一样，Robbie极其强大，甚至要比现如今真正的机器人还要强大很多。好在，如今的机器人往往被描绘为“好人”。
图6 Robbie在Forbidden星球通过了机器人三大定律的测验
艾萨克•阿西莫夫的很多机器人故事描述了机器人天生就厌恶、伤害或杀戮人类，而在此之后的几部电影中，机器人变得很“仁慈”。没错，电影《终结者》系列中是有几个邪恶的机器人，甚至Will Smith的电影《I，Robot》中有一群NS-5机器人想要控制整个芝加哥。然而，更多的电影试图将机器人表现为一种更好的形象。电影和文学作品已经将机器人从恶意行为向慈善仁爱的方向转换，图6中的场景就是一个例子。
在阿西莫夫于1942年撰写的短篇小说《环舞》中，2058年的《Handbook of Robotics, 56th Edition》提出了如下的“三大定律”。
① 机器人不得伤害人类，或因不作为而使人类受到伤害。
② 除非违背第一定律，机器人必须服从人类的命令。
③ 除非违背第一定律和第二定律，机器人必须保护自己。
阿西莫夫是一位高产的作家，他撰写了关于各种主题的图书有500多本，包括科幻的和非科幻的。阿西莫夫出生于俄罗斯，但在纽约长大并接受教育。在哥伦比亚大学获得博士学位之后，阿西莫夫在波士顿大学医学院留校任职，并且在此工作多年。他于1979年成为一名全职教授，但是他最大的收入来自于写作。
我发现阿西莫夫的独特之处在于，他的教育背景是生物化学，却写了如此之多的关于机器人的故事。如果你仔细地阅读这些故事，会发现他完全忽略了机器人角色的任何机械的或电子的方面，除了机器人的正电子化（positronic）的大脑之外（我们先不管正电子化是什么）。我在多年前一次出差的时候和阿西莫夫有过简短的交流，他是一位很友好而热情的交谈者，但是他对机器人的认识与普通人几乎没有差别。他并不了解机器人的工程方面的内容，尽管他在自己的很多书中描写了一些相关知识。
阿西莫夫的机器人所遵从的“三大定律”及其后续的心理学方面的内容，才是他所写故事的中心思想。他所描述中的重要角色之一是Susan Calvin博士，这是一位为美国机器人和机械人公司工作的机器人心理学家，他是很多故事的主线。
图7所示的是英国士兵在查看缴获的3辆德国远程遥控坦克。这些坦克名为哥利亚（Goliath），盟军称之为甲壳虫坦克，其最初的模型重372kg，可以携带59kg的爆炸物，足以摧毁坦克、建筑物和桥梁。另一款以汽油为燃料的模型重431kg，并且能够携带100kg的爆炸物，可以行驶到距离遥控站12km的地方。
图7 1942年盟军缴获的德国的哥利亚坦克
这一电力驱动的微型坦克在1942～1945年制造并使用，它是通过一条长1.6km的电缆（新型号的电缆长达12km）来控制。德国制造了7500台以上的哥利亚，但由于造价高昂，并且实际战场上有很多报废的交通工具，其使用的成功率很低。拖拽式的电缆可能也能够工作，但是这导致哥利亚的效率很低。很多书和文章将这一早期的战争工具称为“机器人坦克”。
多年来，我们所看到的很多电影机器人确实很有趣，也暗自希望它们能够拥有电影所展示的那些功能。遗憾的是，现如今的大多数机器人还并不能拥有任何形式的、真正的智能，不是吗？如果你回到20世纪40年代对英国神经生理学家Grey Walter说这句话，他可能会让你相信他的简单机器人实际上具备1个或2个脑细胞的智能。
在那个时期，电子技术还处在模拟阶段，并且电子管还是电子电路的基础。Walter出生于美国，但是他5岁的时候就随父母到了英国。他一生都对大脑生理学有着浓厚的兴趣，并且真正地改进了脑电图仪（EEG）的设计，脑电图仪是测量脑电波（如alpha波和beta波）的一种仪器。改进脑电图仪时，他用了自己在第二次世界大战中设计导弹系统和雷达系统的一些背景知识。然而，他最为著名的工作是开发了自主式的机器人。
Walter在1948年制造的Elsie如图8所示。注意这个机器人背部大大的（沉重的）铅蓄电池、中央的两个大大的电子管以及电子管前面的方向控制电动机。高高的光电管组合装置位于前面的方向轮的轴上，并且能够随着方向轮旋转。前面的轮也是可以驱动的，尽管驱动电动机因在轮的另一边而看不见。一些实验者可能想要尝试这种机器人配置，而不是更为流行的差速驱动，因为这种配置的一些特性允许机器人有较好的路径和巡线。
图8 William Grey Walter博士的Elsie，Elsie是一个机器人
20世纪60年代早期，约翰霍普金斯大学的应用物理实验室制作了名为Beast的较大的Mod II机器人（如图9所示，它和Leonard Scheer在一起）还有较小一些的Mod 1 Ferdinand（图9中的右方）。这些机器人在走廊里来回“走动”，寻找墙上能够“吃”的插座，或者更具体地说，当它们的电量很低的时候插座可以给电池充电。
图9 Leonard Scheer在观察约翰霍普金斯的Beast和较小的Ferdinand
通过针对墙壁传感和测距的超声波声呐、查找电源插座的光电检测器以及一个墙壁平面感应手臂，这些机器人就可以完成所有这些工作而不需要使用计算机。它们比Walter的Elsie要复杂得多。Beast准确的协调性动作可以和诸如草履虫或阿米巴虫这样的大细胞寻找细菌的行为相媲美。当然，那个时候的微处理器和微控制器与现如今的水平还是有着数十年的差距，机器人研究员用离散的晶体管逻辑来完成这些动作。如今，术语“机器人”变得很流行了，并且有着种类如此繁多的机器人。然而，是什么让人们能够将一个复杂的机器称为机器人，而不将另一个类似的机械设备称为机器人呢？为什么现在把来回飞行的、带有4个螺旋桨的无人机称为机器人，而不把无线电控制的直升飞机模型叫作机器人呢？为什么将图10所示的简单的、自动化的Unimate叫作机器人，而不将图11所示的复杂的、多轴机器系统叫作机器人呢?
图10 早期的Unimate机器人从传送带上拿走滚烫的锻造件
图11 Caorle多轴机械系统
Unimate是第一款用于工业领域的机器人。1959年，在美国新泽西州特伦顿的通用汽车公司的一条生产线上，安装了图10所示的一款Unimate机器人。重达1224kg的Unimate #001的原型，现在是博物馆的展品。1961年，Unimate 1900系列成了第一款批量生产并用于工厂自动化的机器人。在那一年，大约有450台Unimate机器人被部署到部件操控工作中，特别是热铸造和其他危险性的制造过程中。
图12所示的场景给出了一个例子，这一示例展示了在20世纪60年代早期，人们如何针对那些吸引新闻媒体注意的新兴机器人的能力来不断发挥自己的想象力。与其无聊地展示一台工业机器人在一个巨大的厂房里将滚烫的铸造件搬走，为何不使用Unimate 970机器人给一位漂亮迷人的姑娘沏一杯茶呢？机器人行业这样吹嘘：“我想让全世界都知道，机器人能够做人所能做的任何事情。”
图12 Unimate机器人在进行展示
1961年，Joe Engelberger在康涅狄格州的Danbury创建了Unimation公司。由于Engelberger和他的合作伙伴George Devol一起建立了第一家工业机器人制造公司，人们常常称他为“机器人之父”。George Devol构思了“可编程的物品运输器”这一想法并且申请了专利。很快，针对在工厂中使用机器人的想法，他们为数百家公司提出了机器人解决方案，并用于全世界范围内的工业制造行业。到了20世纪70年代后期，很多在美国创立的公司很快被某些日本机器人公司收购了。
大家都知道，和我曾经介绍过的这些第一款机器人相比，机器人已经发生了很大的变化，并且用途也大相径庭。今天的机器人形态众多。在过去的25年里，鲁比克魔方一直都是机器人工程师的目标，他们力图使用多轴机械来解决最流行的魔方难题。记得在1982年年初，在南加利福尼亚机器人协会的会议中，我看到Dyer展示了一款小小的机器人，它是由Battelle Memorial实验室的工程师Phil Bondurant和Bob Dyer研制的。
图13展示了这款机器人的最初型号，图中是两个彼此垂直的机械手的特写镜头。要把一个3×3×3的魔方排列为一面都是同一种颜色，并不需要第3个轴。这款机器人的大小与一个大的手提箱相当，质量超过31.7kg，结构却足够紧凑，Dyer一个人就能够带着它在全国巡回展示。
图13 Battelle的Cubot的两个魔方抓手
倒不一定是它能够操纵魔方让我感到吃惊，但彩色相机如何能够识别6个面、记住模式，并且能够执行必要的旋转以解开魔方，这些令我感到吃惊。一开始，这款机器人能够在5min之内解开魔方，但是通过进一步改进软件，它所需的时间减少到2min以内。
回到2016年12月，根据世界纪录学院（The World Record Academy）的证实，德国慕尼黑一个名为“Sub1 Reloaded”的机器人，用时0.637s分析了鲁比克魔方并进行了21次旋转，使得魔方的每一面都显示一样的颜色，由此创造了玩鲁比克魔方最快的机器人的世界纪录。
Sub1 Reloaded机器人参加了电子交易会并且打破了此前的0.887s的纪录，如图14所示。在这里，我们针对这两个纪录再多说几句。当移开覆盖在摄像头上的挡板并且启动系统的时候，就开始计时了。这次尝试破纪录的过程用了6个高速步进电动机和框架，但是用了另一个不同的处理器。德国公司Infineon为Sub1 Reloaded提供了控制器芯片，以展示它们在自动驾驶汽车技术以及汽车工程和工业控制系统方面的新进展。
图14 Sub1 Reloaded机器人创造了0.637s的玩魔方记录
当移开覆盖在摄像头上的挡板时，机器人就能够“看到”打乱的魔方并将其数据传输给处理器，处理器反过来确定一个解决方案并且将命令传输给6个步进电动机。这6个步进电动机都是成对工作的，通过角上的洞来控制并旋转魔方以解开它。所有这些动作都是在瞬间完成，并统计旋转的次数且在显示屏上显示。这一任务的人类纪录是4.74s，是2016年由一个小男孩创造的。在这方面，人和机器人表现得都还不错。
解开魔方的两种不同的机器人对鲁比克魔方所进行的可视化分析取得了多么大的进展啊!在这两种机器人中，研究人员都使用了步进电动机以解决快速和准确的旋转操作，尽管每次步进总是90°。
摄像机也从光导摄像管发展为高解析度CCD，Battelle机器人中使用的离散的晶体管也被MOSFET和IC替代。如今，便宜了很多的Raspberry Pi和Arduino控制器所能提供的计算能力已经好了很多，并且足够用于简单的视觉分析和电动机控制了。
如今的机器人形态各异，甚至很难判断什么是一个机器人、什么不是机器人。曾经我们不会称为机器人的复杂的机械设备和自动化机器，现在也都划分到机器人这个领域中了。
第二次世界大战中使用的坦克炸弹，现在划分到了机器人的分类中，就像人们将称为无人机的遥控四轴飞行器看作机器人一样。机械化的外骨骼装置以及电动化的假肢，现在也被称为机器人。现在，几乎所有的科幻电影都必须至少有一款机器人，它要么是人类的助手，要么是飞船内部装备的一台计算机。
最后要讨论一个所有人都真正可以称之为“机器人”的机器人，尽管它实际上是由坐在其中的一个人来控制的。图15所示的是巨大的Method 2机器人，其总设计师是韩国的Hankook未来科技实验室的Vitaly Bulgarov，这真是一个变为现实的科幻奇迹。它通过线缆支撑，它巨大的起重臂超过了头顶。我想你们未来有一天能够制造出一款类似Method 2的机器人。
图15 韩国3.96m高的Method 2机器人
Tom Carroll 撰稿 李军 译
每一年的年初，电子行业总是有一系列激动人心的事情，因为各大电子厂商都要在1月于美国拉斯维加斯举行的消费电子产品展（Consumer Electronics Show，CES）上展示自己的新产品。在这一展览的早期，机器人更多的是新奇产品，而不是“必备的”消费电子产品。1967年在纽约举办的第一届CES展览，观众人数超过了17万，新的电视机、录影机、家用电器、吸尘器以及类似的产品占据展览的重要位置。如今，各种类型的机器人占据了展览的重要位置，并且成功地吸引了17万观众的目光。现在，CES是展示新的消费类和家用机器人的好地方。可能在今后的数十年之后，这个展览将会改名为“消费类机器人和电子产品展”。也可能，我只是在继续做着机器人发展的美梦。
在过去的50年里，机器人领域经历了跳跃式的发展，各种新类型的机器人不断地出现。在深入介绍2017年CES上展出的最新的机器人之前，我想要先讨论一系列早期的机器人，它们对实验性的机器人社群产生了很大的影响。我想要说的是Parallax Boe-Bot系列机器人。
是的，在20世纪80年代，曾经有Androbot Topos、RB5X robot和Heath Hero系列机器人，但是，这些机器人确实并没有像Boe-Bot那样，以可以接受的价格被机器人教育和编程者使用。Heathkit Hero 1和2000机器人包含了一个用于教育的课程包，但是这个课程包的价格相当昂贵。20世纪80年代，其他机器人的价格都在数千美元，超过了大多数实验者的预算。
回到1992年，Chip Gracey研制了16C56A芯片并且制作了第一块BASIC Stamp微控制器集成板。Chip的兄弟Ken和他一起创建了Parallax公司，并且实验者很快就抢购了12.5万块这种简单的、“邮票大小”的板子，以去控制几乎所有的东西。Ken决定向潜在的用户展示一下，使用这个“邮票”是多么容易。Parallax早期的一位消费者Chuck Schoeffle建议Gracey团队用他们成功的Stamp 1和Stamp 2作为图1所示的机器人的控制器，该机器人是使用电子接线盒构建的一个原型。
图1 早期用电子接线盒制作的Boe-Bot原型
到了2002年，Parallax已经销售了300万张BASIC Stamp。图2所示的原型用一个树脂板材来承载一块小小的实验者板子，它还带有和图1所示的原型相同的、电机驱动的小轮子。图3所示的机器人将教育版的板子（Board of Education，BOE）加载到铝合金底板上，因此，这个机器人的名字是Boe-Bot。注意，图2和图3所示的机器人用的是小小的Stamp 2。如今ActivityBot用的是8核的Propeller芯片（见图4）。这一功能强大的微处理器是很多设备（从教育机器人到高级的工业控制器）的核心。
图2 一个早期的电机驱动机器人上的BASIC Stamp电路板
图3 Parallax Boe-Bot成型了
图4 如今的Parallax ActivityBot使用一块Propeller芯片作为微控制器
使这些机器人具有如此大的价值的一个特性是，Boe-Bots和Stamps都有大量相关的教程和材料可供使用。相关的图书也写得不错，而且受到全世界教育者的称赞。对于那些不喜欢组装的工具箱的人来说，Parallax提供了最新的Scribbler系列（这是价格可以承受的S3），如图5所示，以帮助教授学生从Blockly编程到使用GUI环境的所有知识。改装端口还允许接入多种互联设备。
图5 可供使用的Parallax Scribbler 3工具包
在2017年CES的数千家的展台上，除了巨大的（且昂贵的）OLED电视和各种娱乐设备外，机器人和人工智能似乎成了最为热门的话题。除了展会上所有的、新的“必备”物件之外，机器人和其他家用电器（被吹嘘为“机器人”）吸引了最多的人群。仅在几年之前，很多这样的产品还不会被称为机器人。
在CNET的网站上及其对2017 CES的出色报道中，针对2017年的展会上众多的参展商和参观者在想什么，他们给出了一个非常简明的观点：“在CES 2017，你必须要问是什么让一个机器人成为机器人？大量的无人机、无人驾驶汽车和带有语音辅助的智能家居设备，已经让‘机器人’这个词的定义变得模糊不清了。”
在我所写的《如何定义机器人》这篇文章中，在讨论机器人多年来所历经的变迁（从Karel Capek的电影《RUR》中的邪恶人型机器人到第一款工业机器人Unimation，再到如今大量的各种类型的机器人）的时候，我也提到了这个问题。正是针对家庭和个人用户设计的、类型众多的机器人，使得参加CES展览变得有意义。投资者和企业家不断地使用那些我们生活中不可或缺的新机器人产品来博取关注，因此，这种类型的机器人只会持续增加。
Amazon Echo、Dot和Tap已经上市两年了，并且多次和其他机器人一起亮相。CES上展示的很多机器人和其他技术都吹嘘使用了Amazon的Echo和Alexa来控制其产品。Amazon现在有超过7000个第三方集成或功能组合，可以作为App使用。
一开始，Echo及其兄弟产品让早期的用户感到有些沮丧，它们似乎更多的是在炫耀某方面的技术，而不是真正有用的设备。
最近，人们发现最初的Dot及其最新的版本已经作为控制设备添加到了移动机器人上，并且使用了很多可用的App。
我之前的文章介绍过自己使用早期的Alexa机器人的一些体验。
TechRepublic网站某一天的报道标题是“CES 2017:未来的机器人（CES 2017: Robots of the Future）”。他们这样写道：“到2018年，国际机器人基金会预计将会销售3500万台服务机器人。”这些不是销售给制造业企业、医院和政府部门的工业机器人或军用机器人，而是专供家庭、消费者和商业企业使用的“服务”机器人。这篇文章继续写道：“根据Intel的报告，到2020年，在这些机器人上的消费额将会达到830亿美元。”他们在文章中提出了3个非常重要的问题：“那么，谁会制造服务机器人？它们能够做些什么？它们将何时做好准备？”让我们来看看2017年CES上的一些机器人。
中国机器人公司Ewaybot在2017年的CES上展示了其新的旗舰机器人产品MoRo。这家公司是由来自哈佛大学和卡耐基梅隆大学的3名学生创建的，并且在展会上吸引了众多的机器人实验者和机器人期刊的记者。这款旗舰产品的预估价格为3万美元，似乎只是又一款机器人“游艇”。他们的文字材料宣称该机器人将会是家庭中的一员，但是，它似乎更适合用在大学或工业试验室的环境中，如图6所示。
图6 Ewaybot的MoRo出现在一个模拟的实验室环境中
MoRo大约高2.4m，重36kg，它的每只胳膊能够举起1.5kg的重物，尽管有一个网站吹嘘它能够举起重5kg的东西。这款机器人是由锂电池供电的，电量能够续航8h。它还能够连接Wi-Fi网络。图7展示了该机器人的内部结构。在图7中我们可以看到，在机器人右边的槽中有一根钢条，由此其肩部结构便能沿着Z轴上下移动。
图7 Ewaybot的MoRo机器人
MoRo有几个方面很独特。这款机器人的两条6-DOF（自由度）胳膊使用了Ewaybot公司自己设计的电动机，并且还有两个电动机分别用于脑袋和肩膀的移动。这些电动机相当大，尺寸是7.4cm×6.85cm×4.3cm，重340g，堵转电流为10.8A，扭矩为42N•m（这个扭矩可不小）。
MoRo用32位的MPU驱动着一个无刷电动机转动。尽管这些电动机肯定比较大，但电动机制动器似乎与Robotis Dynamixel或Dongbu HerkuleX的制动器的范围和类型相同，尽管我还没有看到任何直接的对比。沿着机器人两边的槽，胳膊和肩膀可以上下移动。从图7中可以看到每只胳膊的6轴移动方式。每个肩膀上有两个轴，肘部有两个轴，腕部有两个轴，这使得胳膊能够沿着Z轴方向上下移动。
MoRo头部有Intel RealSense摄像头，可以水平旋转360°，并且可以上下移动。RealSense 3D摄像头系列已经上市多年，并且在多款不同的笔记本电脑、动作感知设备和面部（物体）识别设备中用作Web摄像头。在MoRo这样的机器人中，对人和手势的光学识别是高级机器人控制的关键部分。Intel的系列摄像头定位于取代微软Kinect在众多移动机器人应用场景中的地位。
MoRo具备SLAM导航功能，它有一个Nividia GPU和一个Intel CPU，有用于人脸识别和物体检测的RealSense 3D摄像头，它具备实时的语音控制功能，并且使用流行的差速传动底座。MoRo可以让RealSense 3D与自己的EwayOS系统“交谈”，而EwayOS系统支持ROS和Ubuntu并可以与它们互操作。据Ewaybot公司的人说，“MoRo是简化人们生活的一款机器人助理。它是可以移动的，能够在屋里屋外来回走动。它可以抓取并握住物体，能听懂语音命令，并且通过Intel RealSense摄像头支持人脸识别。”MoRo于2017年年中上市。商务应用的管家和针对老年人使用的机器人助理等版本也在积极地开发之中。
Mayfield Robotics是位于美国加利福尼亚州雷德伍德城的一家公司，由Sarah Osentoski、Kaijen Hsiao和Mike Beebe于2015年创建。Mayfield是由德国的大公司Bosch完全掌控的一家公司。Osentoski和Hsaio现在分别是CEO和CTO，他们此前都在Bosch的其他部门从事机器人的工作。Bosch已经形成了一个创业孵化项目，这是公司内部的一个孵化器，拥有有趣想法的员工可以针对产品去尝试不同的思路，看看它们是否有商业潜力。因此，成功的创业企业就会成型，而且不必经历令人恐慌的众筹阶段或者去乞求有远见的风投来提供资金。
Kuri高50cm，质量为6kg，如图8所示，是由Disney Pixar工作室的前动画设计师设计的。这款机器人颇似翅膀永久地固定在身体一侧的企鹅，这或许是因为它的构思源自于Disney Pixar的动画角色吧。图9所示的照片，展示了Mayfield团队开发出Kuri的最终产品所经历的众多步骤中的4个。
图8 Mayfield Robotics的Kuri机器人是家庭的一员
图9 Mayfield Robotics的Kuri机器人的构建过程
Kuri的头部上方包含一个电容性的触摸传感器，只要轻轻触摸机器人的头顶就可以让它向上看。Kuri的眼睛背后有一个高清摄像头，通过编程就能够拍摄照片或视频。这款机器人可以转动脑袋，向上看或向下看，或者向左右两侧看。其身体上的4个话筒可以定位声音的方向，并且移动到那个位置去一探究竟。要命令Kuri机器人执行一项任务，只要说“嗨，Kuri”，接着说出要执行的任务即可。这就类似于对GoogleHome说“好的，Google”，就能够激活由Google Assistant所支持的语音扬声器。
Kuri机器人的胸部能够散发出柔和的蓝光，以表示它当前的情绪，例如高兴或者只是在思考问题。其基座上的两个扬声器能够播放音乐、重复主人所说的话，或者只是以“机器人语”讲话。尽管Kuri有语音识别功能，但除了重复主人所说的话外，它不会说其他的内容。它就像R2D2一样，用“哔哔”声或其他的声音来对命令或者环境做出响应。Kuri还有蓝牙和Wi-Fi连接功能，支持遥控。当需要充电时，它会返回到充电基座。
Hsaio说：“Kuri很热情并且很乐于助人，它更像是一个智能宠物而不是机器人管家。它并不追求全部功能，而更多的是给家庭增添乐趣。”尽管Mayfield仍然没有决定Kuri在最终发布的时候将带有哪些功能，但语音命令将会得到支持。
现在的想法是，当你说“嗨，Kuri”的时候将要启动的功能包括读故事（这就是交谈）和播放音乐，播放你喜欢的播客，并且能够充当一个移动的照相机。Kuri很适合现代化的家居生活，它可能有点像是桌面上的Jibo或移动的Pepper，它不只是一个朋友，而是家庭的一分子。
很多人似乎相信LG这个名字来自它们标签牌上的流行用语“Life's Good”，但实际上，它源自于该公司最初的名字Lucky Goldstar。该公司在1952年刚创办的时候是一家韩国化工公司，从1958年才开始电子产品方面的业务。在早期，其电子产品并不能因为可靠性和高品质而变得知名，并且用户对LG产品的评价为“不是很好”。但它很快就努力地去改变这种局面，并且成了如今韩国电子和家电行业的巨头。它生产了很多创新的产品，并且成为当今世界上电子技术方面的领先者。
LG的新的Hub机器人被描述为“讨人喜欢”，但它“实际上就是带有一张面孔的数字助理”。它使用Amazon Echo Alexa的声音识别云来进行控制。这使得它和Echo类似，它也能回答问题、打开音乐并且查看天气。它还能够连接到其他的LG家用电器上，例如冰箱、洗衣机，特别是使用最广泛的家用机器人——吸尘器。它还有一个交互性的显示屏，能够分享信息、播放音乐、创建备忘录，以及做其他更多的事情。Hub和Mini Hub如图10所示。
图10 Hub和Mini Hub
Hub具有人脸识别功能，并且它能够和所“看到的”每个人打招呼，这应该是Hub最具描述性的功能之一。通过编程，它可以和每一个不同的人都以不同的方式打招呼，而不是只会乏味地说“嗨，汤姆”。这个机器人卡通化的“脸”能够转动以面朝和它说话的人，这让人想起了令人期待已久的Jibo。当Hub机器人回答简单的问题之后，它还能够通过点头来对人类同伴做出响应。
LG还提供了Hub的一个Mini版本，它可以放在家中以实现从房间到房间之间的控制，就像Amazon通过引入Dot所做的事情一样。在CES上，LG表示Hub机器人的最终产品模型实际上能够识别是“谁”在讲话，而不仅是知道有一个人在讲话。这是超越Alexa和Siri的巨大飞越。然而，这个系列的机器人的定价还没有公布。
LG还首次展示了两款为公共空间而设计的机器人。这两款机器人中，给人留下较为深刻印象的是白色的AirBot机场引导机器人，如图11所示，其前面是一个曲面的LCD显示屏。2017年夏季，LG在首尔仁川国际机场将AirBot投入使用。它能够以4种语言（英语、中文、日语和韩语）回答问题。在扫描乘客的机票之后，这款机场引导机器人会提供有关航班登机时间和登机口位置以及旅行目的地的天气等有用信息。
图11 LG AirBot机场引导机器人
机场引导机器人还会针对机场中的位置提供引导，给出预计的距离和步行时间，甚至能够将迷路或迟到的旅客带到登机口或者机场中任何其他的位置。在异常繁忙的机场环境中，我担心操作失误的行李推车或者带滚轮的行李箱会突然冲向那个较大的LCD屏幕并且把它砸碎了。
尽管想法挺好的，但这款机器人能够完成任务吗？图12所示的机场清洁机器人能够在深夜工作，这一时段机场来往的人较少，并且遇到粗心的人的可能性也很小。它配有LiDAR和SLAM导航，能够检测障碍物，并且总是知道自己的位置。
图12 LG机场清洁机器人
2017年CES上，人们高度期待的机器人是UBTECH机器人公司的50cm高的双足人形机器人Lynx。UBTECH是一家在中国创建的公司，该公司通过一些创新性产品逐渐将步伐拓展到中国以外的地方。他们针对小孩设计的Jimu系列机器人以及Alpha 1s这样的双足人形机器人，从2016年开始出现在市场上。而他们的大型带轮人形机器人Cruzr和令人惊讶的双足机器人Lynx，在2017年CES上引起了轰动。
最令西雅图机器人协会的成员感到兴奋的就是Lynx。这款小小的双足人形机器人（见图13）有一些令人惊讶的功能。在这篇文章的开始，我提到了已经为众多的用户开发了如此之多的Alexa App，包括用于机器人的应用程序。Alexa App并不只是连接到Lynx，它实际上是嵌入该机器人之中。你可以向Lynx口述邮件，甚至让该机器人读出你所收到的电子邮件。该机器人可以当作一台智能的家庭控制器和安全监视器使用。就像能够连接Amazon的Echo和Dot系列一样，你可以用Lynx连接到Amazon Music和Spotify。
图13 UBTECH Lynx双足人形机器人是2017年CES的赢家
这款机器人被设计成一个个人助理，因为其内置的摄像头具有人脸识别功能。如果你曾经考虑学习瑜伽，Lynx可以向你展示正确的姿势并引导你完成学习的步骤。Lynx是CES上最受欢迎的展示品之一，而这并不是因为它的任何语音功能。除了瑜伽动作，Lynx似乎还掌握了一些舞蹈移动步伐。
和我谈论CES的人们告诉我，想看Lynx的人在CES上都排起了队。Lynx在移动和摇摆的时候还晃动着带有关节的胳膊。如果你想要和一位朋友视频通话，Lynx可以通过Wi-Fi及其摄像头建立连接。同一摄像头及其系统还可以识别家庭成员甚至宠物，尽管要让小猫和小狗接受这个小巧可爱的机器人朋友可能还需要花一些时间。Amazon的Alex AI的语音识别功能使得Lynx成为一名胜出者。尽管其面部特征（尤其是眼睛）使我想起了Aldebaran的Nao机器人，但其价格却不似Nao的8000美元那么昂贵（Nao已经从16000美元降了下来）。据报道，Lynx的价格在800美元以内，要比Robotis Bioloid和Hovis Lite便宜。这款机器人应该会很受欢迎。
Cruzr是CES 2017上必看的另一款UBTECH的机器人。和Lynx不同，Cruzr用于商业业务（见图14）。UBTECH北美地区总经理John Rhee说：“Cruzr的任务是提高你的商务协作以及整体的生活质量。Cruzr可使公司能够更好地了解客户的需求，从而让人类团队更加专注于需要人的交互的、较为复杂的问题。最终，Cruzr可使公司能够花更多的时间来做出聪明的业务决策。”
图14 UBTECH Cruzr拥有一个不错的关节式胳膊
Cruzr是一款基于云的智能人形机器人，它为各种工业应用和家庭环境提供了新一代的服务。它提供给用户友好的、与人相似的交互，能够针对各种专门的应用来进行配置。
UBTECH的Jimu机器人产品线还展示了几个新的产品，包括TankBot、Karbot和LionBot。图15展示了TankBot与Cruzr和Lynx在一起。在最近的一次会议上，我曾经有机会为西雅图机器人协会的成员提供TankBot工具包，让他们尝试并看看如何能够将其作为STEM项目的一部分以融入不同的学校之中。大多数的学校都使用诸如LEGO MINDSTORMS这样的更加专业的机器人产品线。UBTECH还在持续扩展它们的Jimu产品线，以包含自己动手构建机器人的部分，这会使得孩子们能够学习编程的基础知识。
图15 UBTECH的TankBot、较大的Cruzr以及双足Lynx机器人
Karbot应该会对年轻学生很有吸引力，UBTECH期待将机器人和汽车进行独特的组合，以供那些“在汽车中的孩子和青少年”使用。Karbot可以沿着轨迹线移动，还能够检测并避开障碍物，可以用内置App的遥控杆控制，也可以用Android智能手机App来控制它。UBTECH的这一系列产品是CES 2017创新奖的获得者之一。
CES 2017上还展示了很多其他的机器人，如Hanson机器人的Albert Einstein（见图16）以及新的LEGO Boost，后者是非常流行的、针对小孩子的MINDSTORMS的一个简化版。法国公司Aldebaran和日本SoftBank合作的人形机器人Pepper也进行了大规模的展示。
图16 Hanson机器人的Albert Einstein机器人
在过去的几年里，Pepper这一关节式轮动人形机器人在全世界进行了展示（见图17），它对人们的家庭生活和商务活动都做出了美好的承诺。
图17 SoftBank机器人的Pepper
机器人不再只是一个工业化口号，它已经进入人们日常生活的方方面面。电视真人秀节目《Shark Tank》的投资人以及NBA达拉斯小牛队（Dallas Mavericks）的老板Mark Cuban，最近在Twitter上说：“我们必须在机器人竞赛中获胜。我们现在甚至还落在后面。”
针对美国总统特朗普“在美国基础设施上投资1万亿美元”的计划，Cuban评论道:“如果让我来花这笔钱，我将会从基础设施1万亿元的计划投资中拿出1000个亿投入机器人领域。我将会投资给那些做机器人研发、软件和设计的公司，以及机器人产业的所有其他方面。”这位《Shark Tank》的投资人还指出：“中国在机器人领域的投入比美国要大得多。我希望特朗普总统能够注意这些变化。”
