导读：进入19世纪中叶，欧洲出现了科学幻想派和机械制作派。从那时起，对自动机械装置的科学幻想和实体制造就进入一个新的阶段。
古代的纯真幻想变成了基于科学的“幻想”，并试图从机械学、生理学等科学角度上说明机器人出现的合理性；而制造机器人也是基于当时的物理学理论、机械学理论、电学理论及热力学理论，进入基于应用的机器人制造理性阶段。
“Robot”一词的出现时间比真正的机器人出现还早，它首先出现在科幻小说中；而当代科技更丰富了对机器人的想象空间。本文将从科幻小说、电影作品中发掘现代科技下我们对机器人的幻想和期待。
被认为是世界上第一部真正意义上的科幻小说《弗兰肯斯坦》 （Frankenstein）就讲述了生物学家Frankenstein制造生物型怪物机器人的复杂心路历程，对人类制作机器人（尤其是生物型机器人）进行了深刻反思。1881年，意大利作家卡洛·洛伦齐尼（Carlo Lorenzini）写出了《皮诺曹》（Pinnochio），讲述了提线木偶变成真正男孩的故事。在一定程度上，这为后来机器人获得生命的文学主题奠定了基础。《未来的夏娃》《罗萨姆家的万能机器人》以及阿西莫夫的作品都是类似机器人获得生命的主题。1886 年，法国作家利尔·亚当代表作《未来的夏娃》就描述了聪明美丽的机器人An-droid（安卓）。《未来的夏娃》是19世纪科学幻想派的代表作之一。书中描写一位与爱迪生同名的大发明家，他利用电学原理制作了一个完美的女人，聪明又美丽，更有智慧，但是她毕竟只是机器人，人性、灵魂和科学的矛盾碰撞就导致了一场类似浮士德的悲剧。作者也精心地将人的特质赋予机器人，并且考虑到了生命系统、人造肌肉、人造皮肤、人造骨骼，以及材料、运动、生物等技术可能对机器人的影响。《未来的夏娃》影响巨大，一百多年后押井守的《攻壳机动队》即以本书为创作原本。安迪·鲁宾还以本书女主角名字为手机系统命名。1920年，捷克作家卡雷尔·恰佩克创作了《Rossum's Universal Robots》（罗萨姆家的万能机器人），使“机器人”一词逐渐流行。但是，美国作家阿西莫夫创作了一系列科幻小说，为机器人世界构建了一套合理秩序。他的机器人作品包括《银河帝国 8：我，机器人》（序曲，机器人短篇集）（1950～1982）、《银河帝国 9：钢穴》（1954）、《银河帝国 10：裸阳》（1957）、《银河帝国 11：曙光中的机器人》（1983）和《银河帝国 12：机器人与帝国》（1985）等。图2.25为《钢穴》的剧照。阿西莫夫的《基地系列》《银河帝国三部曲》和《机器人系列》被称为“科幻圣经”，他在其作品中构建了机器人世界的合理秩序，体现了严谨思辨的思维，并提出了著名的机器人学三定律，成为现代机器人学的基石。一些机器人方面的电影均改编自阿西莫夫的作品，阿西莫夫的机器人系列科幻小说对未来的科技地位和人类命运展开思考，更多表现出对科技和人类未来的担忧。随着电影电视的流行，越来越多关于机器人的电影电视作品被搬上银幕，不仅受到青少年的喜爱，也受到更广泛人群的喜爱。家喻户晓的《I，Robot》《变形金刚》和《终结者》等，都不断创造着票房的奇迹；甚至《金刚狼》系列和 2009 年上映的《阿凡达》中的情节也透视着机器和人的融合与进化。最早一部关于机器人的电影出现在 1926 年，即导演 Fritz Lang 拍摄的无声电影《大都会》（Metropolis）。影片中有一个女性机器人，也是第一个登上大银幕的机器人。由美国导演乔治·卢卡斯拍摄的系列科幻电影《星球大战》 （Star Wars），自20世纪70 年代进入人们视野。《星球大战》有两个著名的机器人R2-D2 和C-3PO。R2-D2 是一个典型的机智、勇敢而又鲁莽的宇航技工机器人，如图2.26a所示。R2-D2 不止一次在关键时刻扭转乾坤，0.96m高的身体里有一个装着各种工具的附加臂，使他成为一个娴熟的太空船技工和电脑接口专家。C-3PO是由沙漠行星塔图因上一个九岁的天才阿纳金·天行者用废弃的残片和回收物拼凑而成的，如图2.26b所示。天行者打算让这个自制机器人帮助他的妈妈施密。在材料有限的情况下，阿纳金没有给 C-3PO 制作外壳，他的零件和线路都暴露在外，所以 C-3PO不得不生活在“赤裸”的羞耻之中。《变形金刚》（Transformer）是史上最成功的商业动画之一，改编自日本 Takara 公司的戴亚克隆和微星系列，其动画如图2.27所示。《变形金刚》讲述了来自赛博坦星球由擎天柱率领的汽车人与威震天率领的霸天虎之间为信仰而战的系列故事。相信一部《变形金刚》一定能勾起许多人少年时的美好回忆。因其在动画上取得的巨大成功，美国派拉蒙公司于2007年推出了真人版《变形金刚》，其电影海报如图2.28所示。凭借《变形金刚》的巨大商业吸引，派拉蒙公司连续在 2009 年推出了《变形金刚 2》，2011年推出了《变形金刚3》，2014年推出了《变形金刚4：绝迹重生》，2017 年推出了《变形金刚 5：最后的骑士》，都取得商业上的巨大成功。无疑，派拉蒙的系列电影卖点就是变形机器人，也是少年人心中永不磨灭的机器人梦。《变形金刚》中机器人化身汽车，具有生物化的心理，是人们对机器人和汽车的双重热爱下的幻想。而美国格伦·A.拉森1982 年制作的《霹雳游侠》（Knight Rider）则是现实版的汽车机器人（或智能汽车）。故事讲述孤胆英雄 Michael Knight（如图2.29a所示，由David Hasselhoff 饰演）驾驶着高度人工智能的跑车 Kitt（如图2.29b所示）制裁犯罪分子的惊险历程。智能汽车Kitt 拥有高度人工智能，其大脑是一块“Knight 2000”微型处理器，可以像人一样思维、学习和交流，甚至精通多国语言。它拥有高强度外壳，采用特殊材料制造，外覆高分子保护层，能耐高温，可抵御子弹射击，且轮胎防弹。Kitt 的驱动系统采用工业附加（前置、后置）加力燃烧室的涡喷发动机，制动装置是电磁高真空盘式制动器。同时还有语音合成器、变形均衡器、声音均衡器、嗅觉传感器和微扫描器等。这些配置完全不是凭借想象可以做到的，而是根据当时科技程度做出的科学猜想。在今天看来，当材料、动力、传感、通信系统和人工智能等发展到一定程度，Kitt 完全可以在未来实现（相信导演当时也预知了它的可实现性）。而在 2008 版的《Knight Rider》中则更清晰地引入了超级互联网，使 Kitt 成为网络化汽车，这无疑是互联网技术发展影响了导演和编剧的思维。在一定程度上，《Knight Rider》不是一部简单的科幻电视剧，而是基于当时科技水平下对未来智能汽车技术可实现性的预测。提起《终结者》（The Terminator）可谓是家喻户晓，导演詹姆斯·卡梅隆将奇幻的想象和科技的理性有机地结合在一起，创造了 T-800 系列令人心折的机器人英雄形象，如图2.30所示。剧中，施瓦辛格成功演绎了孤胆英雄机器人的形象，讲述了从未来返回到现在的机器人 T-800 如何拯救人类精英的系列故事。不仅施瓦辛格扮演的 T-800 给观众留下深刻印象，《终结者2：审判日》中拥有超强变形能力的经典反派液态金属机器人 T-1000（见图2.30c）也给观众留下了深刻印象。著名电影杂志《电影周刊》在评选 20 世纪最值得收藏的一部电影时，此片以最高票数位居第一。这部电影居然是一部早在 20 世纪末就拍摄完毕的科幻片，这在电脑特效技术已经相当完善的 2017 年可谓一大新闻。《终结者》自1984 年上映后，取得了巨大商业成功，后面推出了系列电影，包括 1991年的《终结者2：审判日》、2003年的《终结者 3》、2009年的《终结者 2018》、2015年的《终结者：创世纪》等。与《终结者》类似，1987 年上映的《机器人警察》（RoboCop）讲述了一个人类与机器的结合体执行警察任务的故事，如图2.31所示。《终结者》系列反映了新材料、人工智能在未来机器人中的可能应用，在一定程度上反映了未来机器人可能的发展方向；而《机器人警察》则反映了机器人与生物技术融合的趋势。2008 年，导演安德鲁·斯坦顿推出了《机器人总动员》，图2.32为动画中的瓦力和伊娃。故事讲述了地球上的清扫型机器人瓦力偶遇并爱上了机器人伊娃后，追随她进入太空历险的一系列故事。影片的全球票房累计超过 5.3 亿美元，曾获得第 81 届奥斯卡最佳动画长片奖。这部动画片反映了未来机器人在家务和其他服务业中普遍应用的趋势，而越来越智能化的服务型机器人也可能引发一些不可预期的后果，更多地反映了机器人与机器人之间，以及机器人与周围环境之间的伦理问题。《机器人总动员》以轻松幽默的手法，描述了一个充满欢乐和历险的机器人故事。在《机器人总动员》之前，2001年斯皮尔伯格就上映了《人工智能》（Artificial Intelli-gent），如图2.33所示。影片讲述 21世纪中期，人类的科学技术已经达到了相当高的水平，一个小机器人为了寻找养母，为了缩短机器人和人类差距而奋斗的故事。小机器人智能程度极高，已经不再追求任何实用性，而是更多地联系人类情感，反映出未来如何处理机器人与人类之间情感的问题，即机器人与人类之间的伦理问题。2015年，亚力克斯·嘉兰推出了《机械姬》（ExMachina），讲述了人工智能“艾娃”的故事，如图 2.34所示。故事梗概为：一名神秘的亿万富翁内森邀请赢得公司幸运大奖的程序员格里森到他的别墅共度一周。这栋别墅隐匿于林间，但它其实是一座高科技研究所。在那里，格里森被介绍给名为“艾娃”的人工智能机器人，原来他被邀请到这里的真正目的是针对艾娃进行“图灵测试”。实际上，这一系列影片都反映出未来机器人与人类如何相容共处的问题。随着机器人智能程度的提高，尤其在与人类交流过程中，如何处理机器人伦理、人与机器人伦理等问题，都会上升到社会问题，成为科学家和社会学家共同关注的焦点。反映机器人与人类情感纠缠的影片还包括韩国导演郭在容2008年导演的《我的机器人女友》以及法国导演克里斯·哥伦布1999年导演的《机器人管家》，如图2.35所示。这两部影片都讲述了机器人与人类发生的爱情故事，并且通过情感感化，机器人转化成了人类。同样，它们都反映了未来机器人与人类之间的伦理问题，以及可能面对的人类与机器人之间的情感问题。日本的动漫世界驰名，关于机器人动漫也很多。动画中的机器人设定有两类，分别为超级机器人（Super Robot）与真实机器人（Real Robot）。超级机器人系列一般指具有强大作战能力的机器人，如早期的《铁臂阿童木》，如图2.36a所示，这部动画作品在中国可谓家喻户晓。超级机器人源自《魔神 Z》（如图2.36b所示）中的歌词“超级机器人，魔神 Z”。
《铁人28号》也是超级机器人系列的典型代表，如图2.37a所示。《铁人28号》是横山光辉 1958 年出版的同名漫画作品，故事讲述在太平洋战争末期，为解决日本军士兵不足的问题，军部要求金田博士和敷岛博士制作可让日本军起死回生的秘密兵器——铁人28号。但是机器人完成后，战争却结束了，几经波折金田博士的儿子金田正太郎得到了 28 号的无线操控器，并开始用于打击犯罪组织恶势力，守护和平。这个漫画后来于 1959 年制作成广播剧，1960 年后陆续有拍摄真人特摄版、动画及真人版电影的日本机器人科幻作品，动画版则是日本动画史上的首部巨大机器人动画。
相对于超级系列，真实机器人的设定比较重视科学之壁垒，最著名的就是《机动战士高达》系列，如图2.37b所示。《机动战士高达》是日本机器人动画变革的先驱，以及开创后世“写实机器人”动画潮流的著名动画作品。然而更加知名的《阿拉蕾》和《哆啦A梦》（如图2.38所示），则游离在超级系和真实系之外，不再是以战斗为主线的机器人。他们以一种轻松、幽默的状态呈现在我们的面前，给我们的童年留下挥之不去的印痕。
日本动漫机器人甚至还包括下面要提到的《圣斗士星矢》，其动漫之所以如此繁盛，也折射出了当时日本工业界、学术界及整个日本社会对机器人的热捧。在一定程度上，正是这种机器人幻想的刺激才造就了日本“机器人王国”的地位。20世纪80 年代风靡全球的一部漫画/动画作品《圣斗士星矢》，以希腊神话为主要背景，并融合了印度、埃及和中国等古代传说，其中圣斗士需要穿上相应战斗衣来发挥其威力。动画中的战斗衣包括青铜圣衣、白银圣衣、黄金圣衣和神圣衣等，如图2.39所示。圣衣与今天所说的外骨骼机器人有类似作用，穿上它就可以提升“小宇宙”，发挥更大的战斗威力。在《圣斗士星矢》之后，诸多类似的动画涌现。如《美少女战士》，女孩穿上水手服就成为保卫地球的美少女战士，如图2.40a所示。《猪猪侠》等也是穿上甲胄之后变成一只大老虎，超强的战斗力吸引了不少小朋友，如图2.40b所示。所谓“圣衣”，不仅是一层保护身体的甲胄，而且与穿戴者性格相关，可提升战斗力。那么，将外骨骼机器人与脑机接口技术结合，让战士穿上类似圣衣的甲胄机器人，不仅可提高其战斗耐力，也可随心所欲发挥个人超能力，甚至加上某种特技（可针对不同场合，如喷火、凝冰等技能）——这或许可能为未来“超级士兵”提供一种可能。而这个机械甲胄在电影《钢铁侠》中的表现则更具真实性，如图2.41所示。《钢铁侠》中对能源提供、铁甲材料等都做了较为科学的设想，但没有融合人机接口技术，进一步做到“人甲合一”，若加上盔甲自我修复功能材料的设想，岂不是与圣斗士“圣衣”有异曲同工之妙。未来科技实现神话中的“圣衣”幻想是完全有可能的。科幻小说和电影中的人形机器人在现实中称为仿人机器人，即模仿人的形态和行为。但科幻作品中的人形机器人与仿人机器人是有明显差异的。科幻作品中的机器人是理想化机器人，势必脱离当前技术发展水平，甚至违背现有科学逻辑。现代科学技术范畴内的仿人机器人涉及运动学、动力学、驱动、传感、通信等技术限制，而科幻人形机器人则形态万千，功能复杂多样。人类为什么创造机器人？从古代先民的幻想和创造中，我们可以得出一个朴素的理由，就是拓展人类自身的某些功能，突出其服务型和工具型的功能。随着机器人技术发展，机器人功能性想象也从原始的服务型、工具型逐步向情感需求领域拓展。前述科幻作品中机器人大体可分为三类：服务型、情感型和战斗型（实际上战斗型也是服务型）。另一类结合生物型机器人也占据着大屏幕，如《金刚狼》《蜘蛛侠》《阿凡达》，甚至是《超人》系列，由生物变异（或通过某种生物与机器的融合技术）而使人具有超能力，也在一定程度上反映了生物与机器的融合趋势，或许我们真的可以利用机器来拓展自身的某种超能力。从国内外科幻小说和影视作品来看，现代人同古代先民一样，对机器人的“人性”依然保持着无限幻想和期望。不同的是，现代科幻作品融入了现代科技元素，也充满着对机器人未来发展的热切希望和潜在忧虑。基于现代机器人技术可以预测，信息技术、人工智能、生物技术、网络技术、新材料技术和脑机接口技术必将使机器人向着智能化、拟人性化方向发展。今天的机器人是从古代幻想“机器人”中脱离出来的，相信未来机器人也将从今天的幻想中走向现实。科学技术就是在持续不断的向往和畅想中前进。从幻想中诞生的机器人在今天依然被幻想。偃师造人反映了科技水平低下时期的朴素科学幻想，而魁伟的变形金刚也反映了当代科技发展可能前进的方向。塑造一种类似我们自己的生物，是人类自我认可的一种明证。但幻想终究是幻想，不能成为现实，在现实的科学技术面前，幻想也会打折扣，而折扣的结果就是制造不出自我，就制造一种可以替代自我的机器。如此说来，机器人便是人类幻想与科学技术现实妥协的一个产物。关于作者：高德东，分别于2007年和2017年获得清华大学机械电子工程专业硕士学位和浙江大学机械电子工程专业博士学位，现为青海大学机械工程学院教授。主要研究方向包括：计算机辅助医疗工程、制造业信息化和光伏系统运维技术等。
长按二维码了解及购买
转载请联系微信：DoctorData
推荐语：适合每个人的机器人知识科普书！跳出机器人学的枯燥理论，以丰富的资料、独特的视角来阐述机器人的前世今生。
有话要说👇
Q: 你最期待哪款机器人成为现实？
欢迎留言与大家分享
猜你想看👇