資本實驗室·今日創新觀察

聚焦前沿科技創新與傳統產業升級

齊達

自古以來，人們就幻想使用自動化機械來替代人類進行某項工作，中國、希臘和羅馬都有關於自動化機械的傳說或歷史記載。

雖然機器人的概念存在已久，但直到20世紀，機器人技術才真正開始出現在世人面前。

隨着工業革命的發展，人形機器人的概念不斷出現在早期電影和科幻文學中，並正式提出了現代機器人的概念。

如今，機器人已經被廣泛應用於各個行業，從事着各種各樣的工作。這歸功於無數工程師和科學家不知疲倦地創造、改進並在某些情況下重新定義了機器人技術。

下面的這些科學家是機器人領域的開創者，也是機器人技術商業應用的重要實踐者。

他們發明的機器人或者把現代工業帶到了自動化時代，或者推動了太空探索的步伐，或者爲人們的家居生活帶來了更多便利。

他們發明的機器人就像是他們的孩子。雖然有的科學家已經不在人世，但他們的“孩子”仍舊在茁壯成長，他們創造的傳奇仍在繼續進化。

1.約瑟夫·恩格爾伯格——機器人之父

約瑟夫·恩格爾伯格（1925年-2015年）是世界上最著名的機器人專家之一，出生在美國紐約，先後獲得哥倫比亞大學物理學學士和電子工程碩士學位，美國工程院院士。

1956年，恩格爾伯格在一次聚會上遇到了工程師/發明家喬治·德沃爾。 這兩個人開始討論艾薩克·阿西莫夫的機器人哲學。

德沃爾還向恩格爾伯格解釋了他正在申請的相關專利，而恩格爾伯格立即將其定義爲機器人，並認爲其將應用於製造業，尤其是危險任務。這是兩人之間富有成效的合作的開始，並以此開啓了今天常見的工廠自動化生產線。

1957年，他成立世界上第一家機器人公司Unimation，1959年，世界上第一個工業機器人尤尼梅特誕生，這是一個重達2噸，但卻有着1/10000英寸精確度的機械手臂。1959年，尤尼梅特第一次出現在通用汽車公司的生產線上。

恩格爾伯格和喬治·德沃爾發明的世界上第一臺真正意義上的機器人，徹底改造了現代製造業，由於恩格爾伯格對機器人領域的巨大貢獻，被稱爲“機器人之父”。

2. 喬治·德沃爾——第一臺可編程工業機器人的發明者

喬治·德沃爾（1912年-2011年）出生在美國肯塔基州的路易斯維爾，是一名自學成才的發明家。上世紀50年代，德沃爾從事電機工程和機器控制器的工作，設計出能按照程序重複“抓”和“舉”等精細工作的機械手臂。

1954年德沃爾正式向美國政府提出專利申請——一種用於工業生產的“重複性作用的機器人”。後來在一次雞尾酒會上，遇到“機器人之父”約瑟夫·恩格爾伯格，並密切合作，成立世界上第一家機器人公司Unimation。

德沃爾構思、設計、製造了世界上第一臺可編程工業機器人，並獲得了專利，這奠定了現代工廠全自動化生產線的基礎。

3. 馬文·明斯基——人工智能之父

馬文·明斯基（1927年-2016年）出生在美國紐約，在哈佛大學主修物理學，選修電氣工程、數學、遺傳學、心理學等多個學科，並於1950年進入普林斯頓大學攻讀數學博士學位，建立了第一個神經網絡模擬器。之後成爲哈佛大學的助理研究員，併發明瞭激光共聚焦掃描顯微鏡。

1958年，他進入麻省理工學院，之後不久，與約翰•麥卡錫（人工智能先驅，LISP語言之父，圖靈獎獲得者）共同建立了世界上第一個人工智能實驗室——MIT人工智能實驗室。在此期間，明斯基自己設計和建造了一個帶有掃描儀和觸覺傳感器的14度自由機械手，可以像人一樣搭積木。

在對人工智能技術和機器人技術的深入研究下，明斯基構建出世界上最早的、能夠模擬人類活動的機器人Robot C，帶領機器人技術進入一個新時代。

馬文·明斯基最早聯合提出了“人工智能”概念，被尊爲人工智能之父，也是人工智能領域首位圖靈獎獲得者；是世界上第一個人工智能實驗室的聯合創始人；是虛擬現實技術的最早倡導者；其代表作《情感機器》構建了未來會思考的機器人的藍圖，影響了無數人工智能領域專家學者。

4. Victor Scheinman——發明第一臺由電動計算機控制的機器人手臂

Victor Scheinman（1942年-2016年）出生在美國喬治亞州奧古斯塔，在高中時，Scheinman就設計了一個語音控制打字機。

1969年，在斯坦福大學，Scheinman發明了世界上第一臺由計算機控制的機器人手臂——斯坦福機械臂，一種全電動6軸關節機器人，能夠在計算機控制下精確地跟蹤空間中的任意路徑，並將機器人的潛在用途擴展到更復雜的應用，例如裝配和電弧焊接，這是機器人領域的一大突破。

1973年，Scheinman成立了Vicarm公司，生產機器人手臂。1977年，他將公司賣給機器人公司Unimation，並繼續與Unimation合作，開發了著名的用於裝配生產的可編程通用機械手臂PUMA。

1980年，與他人聯合成立機器人公司Automatrix，用內置攝像頭和其他傳感器製造機器人，期間，還開發了Robotworld系統，該系統允許機器人彼此協同工作。

5. 加藤一郎——世界仿人機器人之父

日本早稻田大學是日本研究機器人較早的大學之一，特別是加藤一郎教授創立的加藤實驗室。1967年，實驗室啓動了極具影響力的WABOT項目。1972年，世界上第一個全尺寸人形“智能”機器人——WABOT-1誕生。

該機器人身高約2米，重160公斤，包括肢體控制系統、視覺系統和對話系統，有兩隻手、兩條腿，胸部裝有兩個攝像頭，全身共有26個關節，手部還裝有觸覺傳感器。

WABOT-1可以用雙腳走路，用帶有觸覺傳感器的手抓住並移動物體，還會使用視覺和聲學傳感器測量距離並計算物體的方向，其會話系統允許它用日語與人進行交流。

加藤一郎長期致力於研究仿人機器人，被譽爲“世界仿人機器人之父”。

6. 金出武雄——世界上第一臺直接驅動機器人手臂

Takeo Kanade，1945年出生於日本兵庫縣，是世界上最重要的計算機視覺和機器人專家和研究人員之一。1974年他從日本京都大學獲得電子工程博士學位，並於1980年加入卡內基梅隆大學。

1981年，Takeo Kanade設計開發出世界上第一個直接驅動機器人手臂，包含機器人組件內的所有電機，從而消除了長傳動。

Takeo曾爲許多政府、企業和大學顧問委員會提供服務，包括國家研究理事會的航空航天工程委員會（ASEB）、美國NASA的高級技術諮詢委員會、衛生保健專家PITAC小組和加拿大高級研究所顧問委員會。

Takeo是卡內基梅隆大學計算機科學與機器人學教授，擁有約300篇同行評審的學術出版物和20項專利。

在整個職業生涯中，他還獲得了各種獎項和榮譽，包括2016年的信息科學京都獎。

7. David Barrett——第一艘全功能的機器人魚RoboTuna

1996年，麻省理工學院博士生David Barrett設計並建造了仿生機器人RoboTuna。該機器人是有史以來第一艘全功能的機器魚，通過模仿藍鰭金槍魚的形狀和運動，由六個伺服電機控制，被設計用於探索無人機的新推進系統。

該項目的設想是研究設計和建造可以像魚一樣游泳的機器人潛艇的合理性，爲自動駕駛水下航行器（UAV）設計出一種新型的推進形式。

RoboTuna被證明是非常成功的，它比其他水下機器人具有更號的靈活性和機動性，使用的能量也更少。

8. 土井利忠——SONY機器狗AIBO的創造者

土井利忠出生於1943年，1964年獲得東京工業大學電氣工程學士學位，1972年獲日本東北大學博士學位。他於1964年加入索尼，併爲該公司開發第一個數字音頻項目。

在上世紀90年代，他領導索尼的數字生物實驗室，在家用機器人的研發過程中，將機器人的外形設計成小狗的樣子，讓它成爲消費者的寵物，這就是機器狗AIBO。

1998年公司推出了原型產品，並在1999年發佈第一款消費者型號。在日本發售時，所有產品在不到20分鐘內銷售一空。

2006年，這臺突破性的機器人加入卡內基梅隆大學機器人名人堂，因其對機器人技術的貢獻而獲得官方認可。

9. Satoshi Shigemi——本田ASIMO機器人的設計者

由本田設計和製造的人形機器人ASIMO是最早成功模仿人類動作的機器人之一，並且在過去的18年裏成爲了機器人行業的一個標誌。

Satoshi Shigemi是本田ASIMO項目的高級工程師和項目負責人，該項目成立於上世紀80年代中後期，目標是生產世界上第一個雙足機器人。

在1986年-1993年間，本田開發出早期步行機器人E系列，1997年開發出P系列。這些都是ASIMO系列機器人的先驅。

2014年，本田推出全新的具有自主機械感應的直立行走機器人ASIMO（英文Advanced Step In Innovative Mobility的縮寫），可以進行開果汁、單腳跳、上下樓等行動，並能以每小時9千米的速度奔跑，甚至能夠理解語音命令並具有面部識別能力。

可惜的是，本田最近宣佈計劃停止ASIMO系列機器人研發。

10. Jacob Matijevic和Donna Shirley——打造火星漫遊機器人Sojourner

火星漫遊機器人Sojourner由Jacob Matijevic和Donna Shirley以及NASA科學家、工程師組成的大型團隊設計，是第一個部署到火星的機器人。

Sojourner是一種六輪機器人探測器，半自動探測器能夠由地球上的人類操作員控制。考慮到與地球的距離，命令的滯後時間約爲10分鐘。

1997年7月4日，Sojourner登陸火星表面，最初設計只能持續運行7天，但最終持續運行超過83天。

機器人漫遊車的主要目標是探索火星表面並收集有關土壤和地質的信息。機器人有三個攝像頭，還配備了一個Alpha質子X射線光譜儀（APXS）來確定火星表面的成分。它的所有設備均由一組有限容量電池和砷化鎵/鍺太陽能電池板陣列供電，太陽能轉化效率爲18％。

這款簡陋的小型六輪太陽能機器人突破了人類對機器人和當時通信的理解極限。

11. Joe Jones——掃地機器人Roomba之父

掃地機器人Roomba是全球知名的家用清潔機器人，也是商業上最成功的家庭清潔機器人之一，在2002年由iRobot公司首次推出。

Roomba具有一系列傳感器，可讓機器人在空間中導航，以執行清潔活動。傳感器使機器人能夠檢測到障礙物、地板上的髒點或斜坡和樓梯。

Roomba使用兩個獨立操作的側輪，可以360°轉動，每秒鐘思考次數超過60次，能夠以40種不同的動作進行反應，從而徹底清掃房間。

在麻省理工學院AI實驗室時，Joe Jones就對小型反應型機器人非常有興趣，並想要建造一個可以清理地板的機器人。

在Denning Mobile Robotics工作期間，他和機械工程師Jack Shimeck設計了一個掃地機器人概念，即後來的Roomba。在進入iRobot公司後，致力研究Roomba機器人，目前其家用機器人產品全球整體銷量已經突破2000萬臺。

12. Marc Raibert——波士頓動力公司大狗機器人的創造者

波士頓動力公司（Boston Dynamics）因大狗機器人（BigDog）而被人熟知，這種自平衡跳躍機器人最初是爲美國軍方開發的。

大狗機器人的四條腿完全模仿動物的四肢設計，內部安裝有特製的減震裝置。機器人的長度爲1米，高70釐米，重量爲75千克。機器人的行進速度可達到7千米/小時，能夠攀越35度的斜坡。它可攜帶重量超過150千克的武器和其他物資。

2016年，波士頓動力公司在BigDog的基礎上研發出名爲SpotMini的新型機器人。

Marc Raibert是麻省理工學院教授，於1992年創立著名的波士頓動力公司，在自平衡和跳躍機器人方面實現了重大突破。波士頓動力公司於2013年被Google收購，於2017年6月被出售給日本的軟銀公司。

13. David Hanson——最接近人類的機器人Sophia的創造者

Sophia被稱爲最接近於人類的機器人，由香港公司Hanson Robotics設計和建造。她於2016年3月在美國西南偏南音樂節上首次亮相，能跟蹤和識別人類的面部表情，並與人類進行自然對話。

2017年10月，Sophia被沙特阿拉伯授予公民身份，成爲歷史上第一個獲得公民身份的機器人。

David Franklin Hanson 1969年出生於美國德克薩斯州達拉斯市，在羅德島設計學院學習美術，獲得互動藝術與工程學博士學位。2013年，David在香港成立了漢森機器人公司。

他一直致力於創造類人機器人，其中索菲亞是他最高的成就之一。