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機械人

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娛樂用機械人
本田的概念機械人ASIMO，一般只用在展示場合，同類型的人型機器還沒有很大的銷售量，甚至沒有能力量產。
目前能購買到的，通常以這種簡單的清掃機械人為主，儘管不是很普及且昂貴，但近年視覺辨識方面卻已經有了不少進展，使得產品逐漸變得更實用。

機械人（英語：Robot，中國大陸、台灣稱為機器人，香港稱為機械人）包括一切模擬人類行為或思想與模擬其他生物的機械（如機器狗、機器貓等）。狹義上對機械人的定義還有很多分類法及爭議，有些電腦程式甚至也被稱為機械人。在當代工業中，機械人指能自動執行任務的人造機器裝置，用以取代或協助人類工作，一般會是機電裝置，由電腦程式或是電子電路控制。

機械人的範圍很廣，可以是自主或是半自主的，可以從本田技研工業的ASIMO或是TOSY（英語：TOSY）的TOPIO（英語：TOPIO）等擬人機械人到工業機械人，也包括多台一起動作的群機械人（英語：Swarm robotics），其至是納米機械人。藉由模仿逼真的外觀及自動化的動作，理想中的高仿真機械人是進階整合控制論、機械電子、電腦與人工智能、材料學和仿生學的產物，目前科學界正在向此方向研究開發。有關機械人的話題，常見於科幻作品中。

機械人學是有關機械人設計、組裝、運作及應用的技術研究[1]，以及控制機械人的電腦系統、感測器回授以及資訊處理等。機械人可以代替人類在一些危險的環境或是製造程式中工作，或是在外貌、行為或認知上取代人類。許多機器的概念都來自自然界，因此有仿生機械人學的出現。

在工業時代機械技術提昇後，像自動化裝置、遙控甚至無線遙控也日益成熟，電子學的進展成為機械人發展的動力。第一個電子式自動機是於1948年在英國的布里斯托由William Grey Walter發明，第一個數碼化，由電腦控制的自動機是在1954年由George Devol發明，命名為Unimate，後續在1961年賣給奇異電氣，用在紐澤西州的工廠中，用來將壓鑄裝置中的熱金屬上移[2]。

機械人可以作一些重複性高或是危險的工作，很多時候人們認為機械人能減少意外。但在發展中國家，由於懂得研發及操作人員不多，剛開始使用機械人時反而會增加意外發生的風險。[3]

此外，它也可以代人類不想做的工作，做一些因為尺寸限制，人類無法作的工作，甚至是像外太空或是深海中，不適人類生存的環境[4]。 社會上對越來越多的機械人及其角色有些疑慮，機械人因為在越來越多方面可以取代人類，因此被認為是增加失業人口的主因之一[5]。戰爭中使用的機械人也有道德上的疑慮。機械人自主的可能性及其影響是科幻小說的主題之一。

詞源

在多種語言中，「機械人」（自動控制機器）源自捷克語的Robot一詞，而捷克語的Robot一詞最早出現在西元1920年捷克科幻作家恰配克的《羅索姆的萬能機械人》中[6]，原文作「Robota」，在捷克文當中指奴隸制，或者艱辛的勞役[7]，恰佩克稱是其兄長，身為立體派畫家與作家的約瑟夫[8]提議使用斯拉夫該斯拉夫詞根[9]，後來成為西文中通行的「Robot」。但是，作品中登場的並非金屬製的機械，而是將原生質以化學合成製作，具有類似人類外形的人造人，即現在SF作品中的人形機械人，其概念來自泥人傳說[10]。

1967年日本科學家森政弘與合田周平提出：「機械人是一種具有移動性、個體性、智能性、通用性、半機械半人性、自動性、奴隸性等7個特徵的柔性機器。[11]」

中文將robot譯為「機器人」，但實際上robot並不一定為人形，無論形狀，只要滿足定義，皆可被稱為「機械人」，而若要專門指代人形的機械人，則被稱為「android」，即人形機械人，又稱安卓。

人工智能系列內容
主要目標
實現方式
人工智能哲學
歷史
技術
術語

當代應用機械人

機械人展
2008年底東京消防廳引進了市面第一台雙臂式作業機
送餐機械人

現今，對人類來說，太髒太累、太危險、太精細、太粗重或太反覆無聊的工作，常常由機械人代勞。從事製造業的工廠裏的生產線就應用了很多工業機械人，其他應用領域還包括：射出成型業、建築業、石油鑽探、礦石開採、太空探索、水下探索、毒害物質清理、搜救、醫學、軍事領域等。

工業機械人

指由操作機（機械本體）、控制器、伺服驅動系統和傳感裝置構成的一種仿人操作、自動控制、可重複編程、能在三維空間完成各種作業的光機電一體化生產裝置，特別適合於多品種、變批次的彈性製造系統。

一個工業機械人可以僅包括一個感覺與動作之間的連結，而且這個連結不是由人手動操控的。機械人的動作也許是電動機或是驅動器（也稱效應器）移動一隻手臂，張開或關閉一個夾子的動作。此種直接而詳盡的控制跟反饋也許是由在外部或是嵌入式的電腦或是微控制器上運行的程式提供。根據這個定義，所有的自動裝置都算機械人。

工業機械人可直接接受人類指令，也可以執行預先編排的程式，也可以根據以人工智能技術制定的原則綱領行動。

工業機械人發展現狀方面， 2007年全球共新安裝工業機械人114,365台，較2006年新安裝的111,052台，上升了3%。截至2007年底，全球工業機械人保有量已達到了995,000台。2007年，亞洲及美洲工業機械人的裝配量明顯上升，汽車工業以及電子電器行業的發展是上述地區工業機械人裝配量強勁增長的主要因素。此外，化工領域用工業機械人的需求量也迅速上升。

焊接機械人

焊接機械人是工業機械人的最常見類型，常用於汽車製造機械管線化的規模化製造中，汽車車身和其他採用焊接工藝的部件的焊接。

塗裝機械人

塗裝機械人亦是工業機械人的最常見類型，常用於汽車車身塗上烤漆。

戰鬥機械人

戰鬥機械人研發方面走在前列的國家包括美國與以色列，如果不將全球各種正在服役的無人飛機包含在內的話，比較典型的案例有DRDO（Defence Research and Development Organisation）公司Daksh，iRobot公司的PackBot，福斯特-米勒公司的「魔爪」，以色列USV（Unmanned Security Vehicle）公司的Guardium，韓國三星公司的SGR-A1等。
目前戰鬥機械人已經被應用於阿富汗，巴以衝突等局部戰爭中，比較常見的任務包括偵察，排雷等，這種機械人往往非常靈活，可以穿越複雜地形，如美國波士頓公司的BigDog和阿特拉斯，部分型號的機械人裝備了機槍等攻擊性武器。

科研機械人

通常用於探索人類難以安全接近或根本無法到達的地方。有水下機械人、地外探測機械人（勇氣號、機遇號）、洞穴/密室探索機械人、火山研究機械人、太空探索機械人、旋翼無人機[12]等等類型。

人類體機械人(半機械人)

參見：半機械人

有些人類會通過手術、將自己的意識輸入進電腦等方式改造成為機械人，用於維護治安、軍事戰鬥等用途

寵物、玩偶類機械人

機械人也可以作為娛樂玩具用途，甚至成為人類生活的寵物和伴侶。台灣極趣 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）科技股份有限公司推出的「BeRobot （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）人型機械人」[13] 以及日本索尼公司推出的「Aibo」機器寵物就是實際案例。有些日本的地區已經使用了接待用的兒童體型機械人。

動漫、遊戲等流行文化中的機械人

主條目：機械人動畫
主條目：機械人遊戲
主條目：機械人電影

在青少年流行文化中，機械人題材自幾十年前就開始在世界範圍內盛行。《鐵臂阿童木》、《多啦A夢》、《變形金剛》、《機動戰士高達》等機械人動畫將此題材推向高峰。

這些作品通常將機械人描畫為具有人類軀幹特徵（甚至感情）的金屬人，並以其強勁的能力作戰。

人型和社交機械人

2005年日本世界博覽會愛知縣展出的女性人型機械人

參見：人型機械人

有些機械人被開發出來純粹是以模仿真人作為目的，這些模仿既可以是外觀與動作行為上，又可以是思想感情上的。理論上講，要做出外觀、行為、思想都非常接近真人的機械人，在目前還有不可跨越的技術難度，但在未來並不是不可能的事。而如何利用及控制那類高仿真機械人，它們與人類關係又將如何，早已成為科幻界一個長期話題。

2001年，美國麻省理工學院研發了世界上第一個有模擬感情的機械人[14]。

機械人和社會

擬人機械人TOPIO（英語：TOPIO）在2009年的世界機械人博覽會中打乒乓球[15]

2007年時機械人中有大約一半是在亞洲、32%在歐洲、16%在北美、1%在澳大拉西亞，1%在非洲[16]，當時世界上40%的機械人在日本[17]，因此讓日本成為世界機械人最多的國家。

自主及道德問題

主條目：機械倫理學

隨着機械人越來越複雜，專家及學者開始關注機械人的行為需符合哪一種倫理學[18]，以及哪一種機械人有資格擁有社會、文化、道德或是法律上的權利[19]。有一些科學組織宣稱在2019年可能就會有機械人的大腦[20]。其他人預測機械人的智能在2050會有突破性的進展[21]。最近的進展已經讓機械人的行為變得更加複雜[22]。2010年有一部名為《插頭與禱告（英語：Plug & Pray）》的紀錄片，其中一個主題就是智能機械人對社會的衝擊[23]。

弗諾·文奇認為有一天電腦和機械人會比人更聰明，他稱之為「奇異點」[24]。他認為那時對人類會有某種程度的危險，也可能相當危險[25]，在一種稱為奇點主義（英語：Singularitarianism）的哲學中會探討這個議題。

近年來，大語言模型的出現標誌着人工智能取得了重大進展。2020年，OpenAI推出了GPT-3大語言模型，它能夠生成接近人類水平的文字。2022年，ChatGPT聊天機械人的問世讓更多普通大眾接觸到了對話式人工智能系統。這些進展引發了關於人工智能對社會影響的廣泛討論，以及如何規範和引導人工智能發展的問題。

戰爭機械人

有些專家及學者質疑在戰爭中是否可以使用機械人，特別是有自主功能的機械人[26]。也有一些關注是有關可以讓軍事機械人受另一個機械人控制的技術[27]。美國海軍資助的一個計劃提出，隨着軍事機械人越來越複雜，應該更重視其能力對作出自主決定的影響[28][29]。有一個研究者認為自主機械人會更加有人性，因此可以更有效的作決定，但也有研究者質疑上述的想法[30]。

和失業的關係

工業機械人的引進有可能會和失業有關，像台灣廠商富士康在2011年7月起就提出一個三年計劃，要用更多的機械人代替工廠的人力。當時工廠有使用一萬台機械人，但在三年後要增加到一百萬台[31]。

世界機械人博覽會

世界機械人博覽會（IREX）是世界上最大的機械人貿易展覽會[32]，第一次是在1973年在日本東京舉行，之後每二年舉行一次[32]。

艾西莫夫機械人三定律

參見：機械人三定律
想像中的機械人叛變人類

科幻小說中對機械人行為的描述，以科幻小說家以薩·艾西莫夫在小說《我，機械人》中所訂立的「機械人三定律」最為著名。 艾西莫夫為機械人提出的三條「定律」（law），程式上規定所有機械人必須遵守：

  • 第一法則：機械人不得傷害人類，且確保人類不受傷害；
  • 第二法則：在不違背第一法則的前提下，機械人必須服從人類的命令；
  • 第三法則：在不違背第一及第二法則的前提下，機械人必須保護自己。

「機械人三定律」的目的是為了保護人類不受傷害，但艾西莫夫在小說中也探討了在不違反三定律的前提下傷害人類的可能性，甚至在小說中不斷地挑戰這三定律，在看起來完美的定律中找到許多漏洞。在現實中，「三定律」成為機械倫理學的基礎。

參看

註釋

  1. ^ robotics. Oxford Dictionaries. [4 February 2011]. （原始內容存檔於2011-05-18）. 
  2. ^ Pearce, Jeremy. "George C. Devol, Inventor of Robot Arm, Dies at 99" （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, The New York Times, August 15, 2011. Retrieved February 7, 2012. "In 1961, General Motors put the first Unimate arm on an assembly line at the company’s plant in Ewing Township, N.J., a suburb of Trenton. The device was used to lift and stack die-cast metal parts taken hot from their molds."
  3. ^ Yang et al (2022)Robot Application and occupational Injuries: Are Robots Necessarily Safer, 147, 105623, https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S092575352100463X （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）
  4. ^ Akins, Crystal. 5 jobs being replaced by robots. Excelle. Monster. [2013-04-15]. （原始內容存檔於2013-04-24）. 
  5. ^ Hoy, Greg. Robots could cost Australian economy 5 million jobs, experts warn, as companies look to cut costs. ABC News. Australian Broadcasting Corporation. 28 May 2014 [29 May 2014]. （原始內容存檔於2014-05-29）. 
  6. ^ 陳炳聖. 《萬物簡史》. 源樺. 2007. ISBN 986828421X. 
  7. ^ BOOK:R.U.R. and the Vision of Artificial Life website=robot100.cz. 2021 [2024-01-30]. （原始內容存檔於2024-07-14）. 
  8. ^ Who did invent the word “robot” and what does it mean?. Adelaide Robotics And Computer Science Academy. [2024-01-30]. （原始內容存檔於2024-04-24）. 
  9. ^ ROBOT - the most famous Czech word celebrates 100 years. 2021-02-18 [2024-01-30]. （原始內容存檔於2024-07-10）. 
  10. ^ Morris, Nicola"The Golem in Jewish American Literature: Risks and Responsibilities in the Fiction of Thane Rosenbaum" p.119
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  13. ^ 人型機器人. [2014-12-23]. （原始內容存檔於2014-12-23）. 
  14. ^ MIT team building social robot 麻省理工學院研製完成了社交型機械人 （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）原文：「The robot's features, behavior and 『emotions』 work together so it can 『interact with humans in an intuitive, natural way,』」， 大意為：通過機械人的面目表情，行為和「情緒」的合作，由此可以「與人類有一個直觀自然的方式互動，」
  15. ^ A Ping-Pong-Playing Terminator. Popular Science. [2014-10-26]. （原始內容存檔於2011-03-29）. 
  16. ^ Robots Today and Tomorrow: IFR Presents the 2007 World Robotics Statistics Survey （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）; World Robotics; 2007-10-29. Retrieved 2007-12-14
  17. ^ Reporting by Watanabe, Hiroaki; Writing and additional reporting by Negishi, Mayumi; Editing by Norton, Jerry; Japan's robots slug it out to be world champ （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）; Reuters; 2007-12-02. Retrieved 2007-01-01
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  24. ^ Scientists Worry Machines May Outsmart Man （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館） By John Markoff, The New York Times, July 26, 2009.
  25. ^ The Coming Technological Singularity: How to Survive in the Post-Human Era （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, by Vernor Vinge, Department of Mathematical Sciences, San Diego State University, (c) 1993 by Vernor Vinge.
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  27. ^ Robot three-way portends autonomous future （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, By David Axe wired.com, August 13, 2009.
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  29. ^ Navy report warns of robot uprising, suggests a strong moral compass （頁面存檔備份，存於互聯網檔案館）, by Joseph L. Flatley engadget.com, February 18, 2009.
  30. ^ New role for robot warriors;[失效連結] Drones are just part of a bid to automate combat. Can virtual ethics make machines decisionmakers?, by Gregory M. Lamb, The Christian Science Monitor, February 17, 2010.
  31. ^ Yan. Foxconn to replace workers with 1 million robots in 3 years. Xinhua News Agency. 30 July 2011 [4 August 2011]. （原始內容存檔於2011-10-08）. 
  32. ^ 32.0 32.1 Burke, Myles. Transformers take Japanese robotshow by storm. The Daily Telegraph. 2009-11-25 [2010-01-18]. （原始內容存檔於2010-06-20）. 

參考文獻

外部連結

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