人形机器人

Android源于希腊语，由词根ἀνδρ -andr-“男人”(特指男性，相对于“ἀνθρωπ -anthrōp，人类”来说)和后缀-oid （具有……的形式或与……相似）组合而来，^[4]尽管ανδροειδής在希腊语中是个形容词，但是“android”一词通常是指具有人类外表的机器人，拥有女性外表的机器人也可称为“机娘”。

《牛津英语词典》中“android”一词最早的使用(在书中以安德罗斯（Androides）的形式出现)要追溯到法莲·钱伯斯（Ephraim Chambers）于1728年著写的《百科全书》，该词在书中代指一种据称是圣艾尔伯图斯·麦格努斯（St. Albertus Magnus）发明的自动机器。^[5][5]早在1863年“android”一词就出现在美国专利中，指的是微型的人形自动机器。^[6]法国作家奥古斯特·维利耶·德·莱尔·亚当（Auguste Villiers de l’Isle-Adam）在他的作品《未来的夏娃》(1886年)中为“android”赋予了更为现代的用法。^[5]这部作品讲述了一个名叫哈达利（Hadaly）的人造人形机器人的故事。正如故事中的官员所说，“在这个不断进步的时代，谁又知道这些机械玩偶的发明者心里的想法呢？” 从杰克·威廉森（Jack Williamson）的小说《彗星美人》(1936年)开始，android这一术语便在英国通俗科幻小说界中产生了影响。后来，埃德蒙·汉密尔顿（Edmond Hamilton’s）出版的小说《太空突击队》(1940年-1944年)，使得机械机器人和有血有肉的人形机器人之间的区别得以为人熟知。^[5]

卡雷尔·恰佩克(Karel Čapek)的戏剧R.U.R.中(《罗梭的万能工人》)(1921年)将机器人一词推广到了全世界，尽管剧中的机器人是一个由有机物质制造的人造人，但是“机器人“一词便开始主要用来表示那些机械的人、动物和其他生物，^[5]“android”可以用来指以上这些机械生物的任意一种，^[5]而赛格博(即cybernetic organism或bionic man的简称）则是指由有机组织和机械组织结合构成的生物。

“droid”一词在乔治·卢卡斯（George Lucas）的原创《星球大战》电影中得到了推广，并在如今的科幻小说中广泛使用。它最初是“android”的缩写，但被卢卡斯（Lucas）等人用来指代任何机器人，包括像R2-D2这种具有明显非人类形态的机器。《星际迷航：原初系列》剧集《小女孩是什么做的》中使用了“android”这个词。“android”的缩写“andy”，是由作家菲利普·K·迪克（Philip K. Dick）在他的小说《仿生人会梦见电子羊吗？》中发明的一种贬义词。在诸如电视连续剧《2070全面回忆》中，“andy”一词已经有了更多用法。^[7]

作家们对“人形机器人“一词的使用比“机器人”或“赛博格”更加多样。在一些虚构的作品中，人形机器人和机器人仅仅外表有区别，人形机器（android）外表看起来像人类，但却又有着机器人般的内部机械构造。^[5]在有些故事中，作者用“人形机器人”这个词来表示完全是由有机物质组成不过是人造的生物。^[5]而其他一些有关机器人的虚构性描写则介于两者之间。^[5]

埃里克·威尔逊（Eric G. Wilson）将人形机器人定义为“合成人”，并根据它们的身体组成成分不同将它们分为以下三种类型的人形机器人:

• 木乃伊类型——这种类型的人形机器人是由“死掉的东西”或“僵硬的、无生命的、自然的材料”制成，如木乃伊、木偶、玩偶和雕像
• 傀儡类型——这种类型的人形机器人由柔韧的、可能为有机的材料制成，包括傀儡和侏儒
• 自动机器类型——这种类型的人形机器人是由死掉的部分和有生命的部分混合而成，包括自动机器和机器人。^[8]

尽管拥有与人类相似的形态不一定是工作机器人的理想形式，但是，回顾过去整个开发机器人的历史，可以看出开发模仿人类形态的机器人，历来都是两大魅力点的结合，即：拟像(使机器人具有人类外表的相似性)和自动(使机器人具有独立自主运行的能力)。

几个人形机器人的项目已经启动或正在进行中，这些项目旨在创造一些不仅外表相似，并且在某种程度上的语言或行为都很像人类的人形机器人。

2.1 日本

自20世纪70年代以来，日本机器人技术一直处于领先地位。^[8]早稻田大学于1967年启动了WABOT项目，并于1972年完成了WABOT-1的制造工作。作为该项目制造的第一个人形机器人，WABOT-1是一个全尺寸的类人智能机器人。^{[9] [10]}该机器人配备的肢体控制系统可使它能用下肢行走，装配的触觉传感器可使它能用手抓住并运送物体，该机器人的视觉系统配备外部接收器、人工眼睛和人工耳朵，这使它能够测量与物体之间的距离和方向。机器人的会话系统安装了人工嘴巴，使它能用日语与人交流。^[10][11][12]

1984年WABOT-2问世时已有了很大改进，它甚至能够演奏风琴。Wabot-2有十根手指和两只脚，能够阅读乐谱，还能给人伴奏。^[13]1986年，本田公司开始了对拟人机器人的研究和开发计划，该计划旨在创造能够与人类正常互动的拟人机器人。^[14]

2005年，由大阪大学石黑浩（Hiroshi Ishiguro）教授带领的智能机器人实验室和Kokoro Co., Ltd.（Kokoro有限公司）一起，在日本爱知县的世博会上发布了演艺机器人（Actroid），并于2010年发布了Telenoid R1。2006年Kokoro公司开发了全新的DER 2android，它身高165厘米，全身有47个移动关节。DER2不仅能变化表情，还能移动手脚，扭动身体。Kokoro公司专门为驱动器开发了“空气伺服系统”。配备了伺服系统的驱动器能够精确控制气压，这使得机器人的运动非常流畅，噪音也很小。DER2使用了较小的气缸，这使得它比前一版的机身更轻薄，身材的比例也更漂亮。与之前的型号相比，DER2手臂更细，词汇量更广。编程完毕后，该机器人便能够编排带有配音的动作和手势。

东京理科大学的小林宏（Hiroshi Kobayashi）教授带领的智能机电一体化实验室开发了一种人形机器人的头部设备，取名为塞娅（Saya），该设备曾于2002年在日本横滨的Robodex（机器人博览会）上展出。目前在世界范围内还有其他一些涉及人形机器人的研究和开发项目，这些项目有望在不久的将来实现更多现先进技术。现在塞娅（Saya）正以导游的身份在东京理科大学工作。

日本早稻田大学和多科莫（NTT Docomo）制造商已经成功制造出一种名为WD-2的可变形机器人，它的相貌可以变化。首先，发明者在机器人的脸上放置一些关键控制点，通过这些控制点来模拟人类的脸部轮廓、眼睛、鼻子等部位。按照他们的说法，机器人可以将这些放置在脸部的控制点移动到特定位置来表达脸部表情。该机器人的首个版本于2003年开发。一年之后他们在设计上做了一些重大改进。该机器人的特色在于，它的面部覆盖物是由弹性材质制成，其面部依照普通人的头部模型制作，驱动系统还配备了一个3DOF单元。WD-2机器人可以通过激活面具上的特定面部控制点来改变其面部特征，其中每个控制点都有三个可移动的角度。该机器人的面部有17个控制点，因此总共有56个可移动的角度。从使用的材料来看，WD-2的面部覆盖物由一种叫做赛普顿（Septom）的高弹性材料制成，为了增加面部强度还加入了一些钢丝绒。该机器人还有一些别的技术特点：在面具的背后、指定面部节点处装配了一个驱动轴，该驱动轴由装有简易滑轮和滑动螺钉的直流发动机所驱动。当然，研究人员也可以根据实际人脸修改面具的形状。只需要一个3D扫描仪来确定人脸面部的17个控制点的位置便可复刻其人脸。然后这些控制点便可以通过一台笔记本电脑和56个电机控制主板驱动到位。此外研究人员还提到，如果把一张人脸照片投射到3D面具上，该变形机器人甚至可以呈现出这个人的发型和肤色。

2.2 新加坡

南洋理工大学科学家纳迪亚·塔尔曼（Nadia Thalmann）教授，带领的媒体创新研究所，与计算机工程学院一同开发了一款社交机器人纳丁（Nadine）。纳丁（Nadine）由类似苹果Siri或微软Cortana的软件来驱动。它将来可能成为办公室和家庭的私人助理，也可用来陪伴年轻人和老年人。

机械与航天工程学院与贝因斯（BeingThere）中心的杰拉尔德·塞（Gerald Seet）副教授，在远程显示机器人领域开展了一项为期三年的研发，最终创造出埃德加（EDGAR）。远程用户可以用自己的面部来实时控制EDGAR的脸部表情。除此之外它还可以模仿人类的上身运动。^[15]

2.3 南韩

韩国工业技术研究所（KITECH）研发了一种名叫EveR-1的人形机器人，该机器人具有人际交流模型，它可以通过面部“肌肉组织”模仿人类情感，能够进行基本的对话，拥有约为400个单词的词汇量。它身高160厘米，体重50公斤，与20多岁韩国女性的平均身材相当。EveR-1的名字取自圣经中的夏娃，加上字母“r”用来表示它是机器人。EveR-1具有先进计算处理能力，支持语音识别和声音合成。此外它还配备了人脸识别技术和一个90度可调微型CCD相机，支持对口型和视觉识别。它的人工大脑中有一个独立微芯片负责手势表达、身体协调和情感表达。整个机器人的身体由非常先进的合成硅胶制成，面部、颈部和身体下半部共有60个人工关节，能够表现出真实的面部表情，还能一边唱歌一边跳舞。韩国的信息通信部有一个雄心勃勃的计划，就是在2020年以前每个家庭都配备一个机器人。^[16]政府已经规划了几个将拥有机器人的城市：第一个城市将于2016年建成，耗资5000亿韩元(4.4亿美元)，其中500亿韩元是政府的直接投资。^[17]这座新的机器人城市将以机器人制造商和零件供应商的研发中心以及机器人展厅和用于机器人竞赛的体育场为特色。该国新发布的机器人伦理宪章将为今后人类与机器人之间的互动交流设立基本的法规法律，为机器人用户和制造商设定规范，并为将伦理标准植入机器人提供指南，以防止人类滥用机器人，反之亦然。^[18]

2.4 美国

1964年，与林肯先生一起，沃尔特·迪斯尼（Walt Disney）和一群梦幻工程师们，在纽约世界博览会上首次亮相并创造了一个伟大时刻。^[19]德克萨斯州的汉森机器人公司（Hanson Robotics, Inc.）和KAIST（韩国高等科学技术研究院）一起制作了一个名叫阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）的肖像人形机器人，该机器人由KAIST制造，身材大小同真人相仿、能双足直立行走，兵器配备了汉森公司的人形机器人面部技术。^[20]爱因斯坦（Einstein）人形机器人，又名“阿尔伯特·胡博（Albert Hubo）”，是有史以来第一个等身大小、能够行走的人形机器人。^[21]汉森机器人公司、联邦快递技术研究所和得克萨斯大学阿林顿分校，以科幻小说作家菲利普·K·蒂克的肖像(小说《仿生人梦见电羊了吗？》的作者，电影《银翼杀手》以该小说为基础)为基础，开发了一款人形机器人，该机器人植入了作者数千页的作品集，具有完整的对话能力。^[22]2005年该机器人获得了美国人工智能协会颁发的人工智能奖第一名。

人形机器人是科幻小说的重要主题。艾萨克·阿西莫夫（Isaac Asimov）于20世纪50年代创作的系列小说《我，机器人》是机器人科学和人工智能的科幻化的先驱作品。 ^[23]大多数科幻小说中人形机器人都有一个共同的特点，那就是现实生活中创造与人类完全相似机器人的技术挑战——比如发明强大的人工智能——在小说中都被假设为已经解决了。^[24]小说中的机器人通常被描绘成，在精神和身体上能够与人类持平甚至超越人类——它们能像人类一样流畅地行动、思考、说话。^[25][24]

人形机器人非人类的本质和它们所具有的人类外表之间的矛盾——甚至是它们如同人类的野心——是大多数小说中虚构性刻画的重要主题点。^[25][24]一些人形机器人英雄渴望成为人类，比如皮诺曹、电影《机器管家》中的机器人、^[24]以及《星际迷航:下一代》中的机器人Data。还有一些其他的主题，比如电影《西部世界》中人形机器人对冷漠的人类粗暴虐待发起反抗的故事。^[24]在《机器人梦见电羊了吗？》的改编电影《银翼杀手》中，人形机器人猎人迪卡（Deckard）发现，在某些方面他的猎杀目标似乎比他更具有“人性化”特征。^[24]因此，人形机器人的故事本质上并不都是“关于”它们自身的故事，而是关于人类现状和到底什么才是人类本质的问题。^[24]

小说中对人性的意义探讨的一个方面是，通过把人形机器人歧视为机械装置，来探讨社会中存在的种族主义，比如《银翼杀手》。^[25]也许这方面最明显的例子是约翰·布鲁纳（John Brunner）于1968年创作的小说《进入奴隶星云》，小说中蓝皮肤的人形机器人奴隶被明确证明是人类。^[26]距今更近一些的电影，如《异形》和《异形4》中的人形机器人主教（Bishop）和安娜莉·卡尔（Annalee Call），被用来探讨人类如何对待“其他物种”存在性的探索工具。^[27]2018年出版的电子游戏《底特律:成为人类》也探讨了在不久的将来机器人被视为二等公民的问题。

女性人形机器人角色，或称“机娘”，也经常出现在科幻小说中，这些女性人形机器人可看作是男性试图创造固有观念中“完美女性”的一种延续。^[28]其中的例子有希腊神话中的《皮格马利翁（Pygmalion）》，和弗里茨·兰（Fritz Lang）导演的电影《大都会（Metropolis）》里的女机器人玛丽亚（Maria）。有些机娘角色，比如《银翼杀手》中的普里斯（Pris）被设计为性对象，用来“满足男性的暴虐性欲望”，^[29]或者是被设计为顺从卑微的性伴侣，如《复制娇妻（The Stepford Wives）》。因此关于机娘的小说一直被人们视为在强化“本质主义的女性观”这一观点，^[30]尽管有些人认为对待人形机器人的方式是一种对种族主义和厌恶女性的社会性探索。^[31]

2015年由Geminoid F（金素）主演的日本电影《再见 (Sayonara)》，以“第一部以人形机器人和人类演员出演对手戏为卖点的电影”进行宣传。^[32]