機械人

**機械人**（）係種機，按指示會自動做嘢。想理嘅機械人，做嘢做到好似人咁，或多或少可以替人做事，所以叫機械人。

雖然叫機械人，查實又唔一定好似人形先叫機械人。有啲模仿其他自然生物來做嘅，都係機械人，不過會用生物名而命名，例如扮鼠就叫機械鼠咁。另外有啲模仿人臂，就叫機械臂，都係機械人一種。有啲先進啲嘅機械人，有人工智能，模仿人做判斷，做唔同嘅行爲，不過呢個都係初步，純綷實驗或者玩具性質。

整機械人同整機一樣，都係想慳人力，慳時間，替人做危險嘅嘢，替人做啲重覆嘅嘢。

## 歷史

### 早期開端
好多古代神話同埋大多數現代宗教都有提到人造人，例如希臘神祇赫淮斯托斯（羅馬人叫伏爾坎）建造嘅機械僕人、猶太傳說嘅泥土魔像、北歐傳說嘅泥土巨人，仲有神話入面畢馬龍嘅雕像加拉蒂亞活咗過嚟。大約由公元前400年開始，克里特嘅神話就有提到塔羅斯，一個保護個島免受海盜侵襲嘅青銅人。

公元前4世紀，希臘數學家塔蘭托嘅阿爾庫塔斯構想出一隻用蒸汽驅動嘅機械雀仔，佢叫佢做「鴿子」。 希臘工程師克特西比烏斯（約公元前270年）「應用咗氣動學同液壓學知識去製造出第一個管風琴同埋有活動公仔嘅水鐘。」 拜占庭的斐洛描述過一個自動洗手台。亞歷山卓的希羅，一個希臘數學家兼發明家，創造咗好多用戶可以設定嘅自動裝置，仲描述過用氣壓、蒸汽同水力驅動嘅機器，包括一個「識講嘢」嘅自動機。

喺古代中國，公元3世紀嘅《列子》記載咗關於人形自動機嘅故事，講述咗更早時期中國皇帝周穆王同一個叫做偃師嘅機械工程師（「巧匠」）嘅一次相遇。 偃師好自豪咁向國王展示咗一個真人咁大、人形嘅機械「手作」，由皮革、木頭同人造器官製成。 《韓非子》同其他文獻亦都有記載飛行自動機，將公元前5世紀墨家哲學家墨子同佢同時代嘅魯班發明可以成功飛行嘅人造木雀仔（「木鳶」）歸功於佢哋。

1066年，中國發明家蘇頌建造咗一個塔形水鐘，特色係有啲會報時嘅機械公仔。 佢嘅裝置有個可編程嘅鼓機，上面有啲栓釘（凸輪）會撞到啲細槓桿，操作敲擊樂器。可以透過移動啲栓釘嘅位置，令個鼓手演奏唔同嘅節奏同鼓點。

《薩瑪蘭加納·蘇特拉達拉》，一部由波查（11世紀）撰寫嘅梵文論著，收錄咗一章關於建造機械裝置（自動機）嘅內容，包括機械蜜蜂同雀仔、人形同動物形狀嘅噴泉，以及可以自動加油、跳舞、奏樂同重演印度教神話場景嘅男女公仔。 11世紀嘅《世間成立經》講述點樣佛陀嘅舍利由來自 Roma visaya 王國（羅馬）嘅機械人（bhuta vahana yanta）保護住；直到俾阿育王解除武裝。

13世紀穆斯林科學家伊斯梅爾·賈扎里創造咗幾種自動裝置。佢建造咗用水力驅動嘅自動移動孔雀。 佢亦發明咗已知最早嘅自動閘門，由水力驅動， 仲創造咗自動門，作為佢其中一個精心製作嘅水鐘嘅一部分。 賈扎里其中一個人形自動機係一個可以斟水、茶或者嘢飲嘅女侍應。啲嘢飲儲存喺一個缸度，缸底有個容器，嘢飲會滴落一個桶度，七分鐘之後就滴落個杯度，跟住個女侍應就會由一度自動門行出嚟斟嘢飲。 賈扎里發明咗一個洗手自動機，包含咗一個沖水機制，而家嘅現代沖水廁所都有用。佢展示一個企喺裝滿水嘅水盆旁邊嘅女人形自動機。當用戶拉動槓桿嗰陣，水就會流走，然後個女人形自動機就會重新裝滿個盆。

馬克·E·羅斯海姆（Mark E. Rosheim）總結咗穆斯林工程師，尤其係賈扎里，喺機械人學方面嘅進展如下：同希臘嘅設計唔同，呢啲阿拉伯例子顯示出佢哋唔單止對戲劇性嘅幻覺有興趣，仲對為咗人類舒適而操控環境有興趣。因此，阿拉伯人最大嘅貢獻，除咗保存、傳播同埋喺希臘人嘅成果基礎上發展之外，就係實際應用嘅概念。呢個就係希臘機械人科學所缺少嘅關鍵元素。
 14世紀，英格蘭嘅理查二世加冕典禮上有一個天使自動機。

喺文藝復興時期嘅意大利，達文西（1452–1519）喺1495年左右畫咗一個人形機械人嘅草圖。喺1950年代重新發現嘅達文西筆記簿入面，有詳細嘅機械騎士圖紙，而家叫做達文西的機械人，能夠坐起身、揮動手臂、移動頭部同下巴。 呢個設計可能係基於佢喺《維特魯威人》記錄嘅解剖學研究。唔知佢有冇嘗試去建造佢。根據《大英百科全書》，達文西可能受到賈扎里嘅經典自動機影響。

喺日本，17世紀到19世紀期間建造咗啲複雜嘅動物同人類自動機，好多都喺18世紀嘅《機巧圖彙》（1796年）有記載。其中一種自動機係機關人偶，一種機械化嘅木偶。 機關人偶有唔同嘅變體：喺劇院用嘅「舞台機關人偶」（*Butai karakuri*）、細小喺屋企用嘅「座敷機關人偶」（*Zashiki karakuri*），仲有喺宗教節慶用嘅「山車機關人偶」（*Dashi karakuri*），啲公仔用嚟重演傳統神話同傳說。

喺法國，1738年到1739年之間，雅克·德·沃康松展出咗幾個真人大小嘅自動機：一個吹笛手、一個吹管手同一隻鴨。隻機械鴨可以拍翼、伸長條頸、由展出者手上吞食物，仲透過排泄儲存喺隱藏間隔嘅物質，嚟製造消化食物嘅假象。 大約30年之後，喺瑞士，鐘錶匠皮埃爾·雅克-德羅製造咗幾個可以寫字同奏樂嘅複雜機械公仔。呢啲裝置有幾件到而家仲存在，而且仲運作到。

### 遙控系統

遙控載具喺19世紀末以幾種遙控魚雷嘅形式展示過。1870年代早期見證咗由約翰·埃里克森（氣動）、約翰·路易斯·雷（電線導引）同維克托·馮·謝利哈（電線導引）遙控嘅魚雷。

布倫南魚雷由路易斯·布倫南喺1877年發明，由兩個反向旋轉嘅螺旋槳驅動，係透過快速拉出纏繞喺魚雷內部鼓輪上嘅金屬線嚟轉動嘅。連接到岸上控制站嘅金屬線嘅速度差異，令到魚雷可以被導向目標，令佢成為「世界上第一枚『實用』導彈」。 1897年，英國發明家歐內斯特·威爾遜獲得咗一項用「赫茲」（無線電）波遙控魚雷嘅專利，而喺1898年，尼古拉·特斯拉公開展示咗一個佢希望賣俾美國海軍嘅無線控制魚雷。

1903年，西班牙工程師李安納度·托雷斯·克維多喺法國科學院展示咗一個叫做「特萊基諾」嘅無線電控制系統， 佢想用呢個系統嚟控制自己設計嘅阿斯特拉-托雷斯飛船。佢喺其他國家為呢個系統攞咗幾個專利。 同以前嗰啲「開/關」技術唔同，托雷斯建立咗一套方法，可以控制任何具有唔同操作狀態嘅機械或電氣裝置。 「特萊基諾」喺1904年遙控咗一架三輪車，被視為第一個無人地面載具嘅案例，仲喺1906年遙控咗一艘載人嘅電動船，喺超過2公里嘅距離外遙控。

阿奇博爾德·洛，因為佢喺第一次世界大戰期間喺導引火箭同飛機方面嘅開創性工作而被譽為「無線電導引系統之父」。喺1917年，佢向皇家飛行隊展示咗一架遙控飛機，同年製造咗第一枚線導火箭。

### 早期機械人

1928年，最早嘅人形機械人之一，艾力克，喺倫敦模型工程師學會嘅年度展覽度展出，喺嗰度發表咗演講。由W. H. 理查茲發明，個機械人嘅骨架由一個鋁製盔甲身體組成，有十一個電磁鐵同一個摩打，由一個十二伏特電源供電。個機械人可以移動佢嘅手同頭，仲可以用遙控或者語音控制嚟操作。 艾力克同佢嘅「兄弟」佐治都喺世界各地巡迴展出過。

西屋電氣公司喺1926年建造咗Televox；佢係一個連接咗唔同裝置嘅紙板公仔，用戶可以開關呢啲裝置。1939年，叫做伊萊克特羅嘅人形機械人喺1939年紐約世界博覽會首次亮相。 高七英尺（2.1米），重265磅（120.2公斤），佢可以根據語音指令行路，講大約700個字（用一個78轉唱機），食煙，吹氣球，仲可以移動佢嘅頭同手臂。身體由鋼製齒輪、凸輪同摩打骨架組成，外面包咗層鋁皮。1928年，日本第一個機械人學天則，由生物學家西村真琴設計同建造。

德國嘅V-1飛行炸彈裝備咗自動導航同航程控制系統，沿住預定路線飛行（可以包括90度轉彎），飛咗預定距離之後就會進入俯衝狀態。喺當時嘅描述度俾人叫做「機械人」。

### 現代自主機械人
第一批具有複雜行為嘅電子自主機械人係由英國布里斯托伯登神經學研究所嘅威廉·格雷·沃爾特喺1948年同1949年創造嘅。佢想證明少數腦細胞之間嘅豐富連接可以產生非常複雜嘅行為——基本上，大腦運作嘅秘密在於佢內部嘅連接方式。佢最早嘅機械人，叫做「埃爾默」同「埃爾西」，喺1948年到1949年之間建造，因為佢哋嘅形狀同埋移動速度慢，經常俾人形容為「龜」。呢啲三輪龜形機械人具有趨光性，可以喺電量低嗰陣自己搵路返去充電站。

沃爾特強調使用純電子學嚟模擬大腦過程嘅重要性，喺佢同時代嘅人例如阿蘭·圖靈同約翰·馮·諾伊曼都開始將心智過程視為數碼運算嘅時候。佢嘅工作啟發咗後代嘅機械人學研究人員，例如羅德尼·布魯克斯、漢斯·莫拉維克同馬克·蒂爾登。沃爾特嘅「龜」嘅現代化身可以喺BEAM機械人學嘅形式度搵到。

第一部數碼操作同可編程嘅機械人係由喬治·德沃爾喺1954年發明嘅，最終叫做優尼梅特。呢樣嘢最終為現代機械人產業奠定咗基礎。 德沃爾喺1960年將第一部優尼梅特賣咗俾通用汽車，並喺1961年安裝喺新澤西州特倫頓一間工廠，用嚟將壓鑄機上面嘅高溫金屬件拎起嚟再疊好。

第一部碼垛機械人係喺1963年由富士輸送機工業公司推出嘅。 1973年，一個有六個機電驅動軸嘅機械人由德國庫卡機械人公司申請咗專利，而可編程通用組裝機（PUMA）就係由維克多·沙因曼喺1976年發明嘅，設計賣咗俾Unimation。

商業同工業機械人而家已經廣泛應用，用嚟做一啲比人類更平、更準確可靠嘅工作。佢哋亦都用於一啲對人類嚟講太污糟、太危險或者太沉悶嘅工作。機械人廣泛應用喺製造業、組裝同包裝、運輸、地球同太空探索、手術、武器、實驗室研究，以及消費品同工業品嘅大量生產度。

## 睇埋
*機械人學

## 出面網頁

* 
* [Journal of Field Robotics](http://onlinelibrary.wiley.com/journal/10.1002/(ISSN)1556-4967)