机器人历史、定义与种类
很早以前人类就幻想制造人，传说3000年前，我国有一名叫偃师的工匠曾用木头皮革等制成一个小艺人，能歌善舞。三国时诸葛亮制造木牛流马的故事更是人人皆知的。在古代，人们制造出许多精密的自动机器，为机器人问世打下了基础。早在三国时，我国就制造出了指南车，后来又发明了记里鼓。
记里鼓（张衡制）
宋朝一位姓李的术士制造木钟馗能抓老鼠。
18世纪，是世界上发条机械盛行的时期，仿生物机械得到了很大发展。如法国工程师服岗松制造的机械鸭子、吹笛子的牧童和打鼓人，于1738年在巴黎科学院公开展出。这三件自动机械的表演活龙活现，栩栩如生，轰动了整个欧洲，使他闻名遐迩。服岗松甚至被选进法兰西科学院。1774年瑞士钟表匠皮埃尔·德罗和他的儿子制造的机械记录员、机械画师和机械女乐师，曾轰动一时。机械记录员用鹅毛笔写出整齐优美的句子，写完后还按照当时习惯向纸上撒些细砂子再抖落掉。
1921年捷克剧作家恰佩克在剧本《罗素姆万能机器人》中首次使用了“robota”一词，译成机器人。
在60年代初，美国尤尼梅逊公司制造出世界上第一台工业机器人，称为“尤尼梅特”，意思是“万能自动”。1962年美国机械与铸造公司又制出另一种工业机器人，称为“沃尔萨特兰”，意思是“万能搬运”。从此以后，世界上机器人就如雨后春笋般发展起来。
现实机器人的外形并不一定像人，但其功能却与人的某些功能相似。机器人是代替人完成某些任务并具有某些智能的仿人机械。它的机械手可以完成各种操作，比如搬重物、焊接工件、装配机器、摘果实、剪羊毛、挤牛奶、扫地、擦玻璃、洗衣服做饭、端茶喂饭、弹琴作画、写字等。机器人可以用“脚”在地面上移动，在水中游，在墙壁上和海底爬行，在山路和楼梯上步行，跨越障碍。机器人的感觉器官可以看见外界物体景象，听见声音，检测物体位置及运动速度，感知与物体接近和接触，检测所抓物体重量，分辨手爪所抓物体的形状、大小以及滑动与否等。电脑能够分析、计算，判断、思考和作决策，产生控制作用，由传动装置使机器人的手和脚完成操作和动作。
机器人的组成也是仿人的。机器人一般有如下几大部分：电脑及控制装置，相当于人脑及神经系统；胳膊及手爪，相当于人的胳膊和手；轮子或脚（两只脚或多足），相当于人的腿和脚；各种感觉装置（传感器）以及与外界联系的装置，相当于人的口、耳、眼、鼻以及皮肤上的感觉神经；能源装置，相当于人的内脏；传动装置（由马达、链条、拉杆、齿轮等组成），相当于人的肌肉。从机器人的结构上看，可以说：
机器人=电脑+传感器+机械手+行走装置 中国传感器
现在，我们来概括一下，机器人既有人的一部分特点，又具有机器的一部分特点。机器人就是像人那样动作的机器。
机器人和一般机器（包括一般的自动化机器）的区别是：它具有灵活性和通用性，可以自动地完成由人完成的各种动作和操作。简单地说，它与一般自动化机器的区别，除结构复杂外，最主要的是它具有了“智能”。
目前世界上已有数十万台机器人（1995年共有65万台工业机器人在工作），但还没有统一的分类方法，按机器人的发展水平可分为三代。
第一代机器人是可编程的机器人，以示教再现机器人为代表。机器人按照人“教”它的动作顺序，自动地重复地进行工作，但对外界没有感觉和适应能力，更没有智力。示教方法有“手把手”教，还有采用示教盒进行编程输入或直接用键盘输入编程“教”。第二代机器人具有感觉器官和电脑，电脑对感觉器官获得的信息进行分析，做出判断，产生控制信号，操纵机械手和行走机构动作；它能适应外界环境的变化，完成各种较复杂的工作。第三代机器人就是智能机器人，它能接受人的指令（比如声音命令），感觉识别周围环境，电脑在积累知识的基础上进行学习和思考，做出决策，独立自主地制订或修改工作计划，产生控制信息，控制各部分协调工作，完成各种复杂工作。
按机器人的应用可以分成许多类，比如：
工业机器人，包括能够搬运原材料、工件和零件的搬运机器人；能代替人完成车、铣、刨、磨等加工工艺的机械加工机器人；完成点焊、弧焊的焊接机器人；能完成冲压和锻压的机器人；能完成喷漆、涂漆、喷砂的喷涂机器人；能把零件部件装配成整机的装配机器人；能检查产品质量，测量产品参数的检验机器人；包装产品的包装机器人等。
农业机器人，包括代替农民种植、浇灌、除草、施肥、收割、储运的种田机器人；代替人养鱼、养牲畜、挤牛奶、剪羊毛的牧畜机器人；代替人伐木、整枝、造林的伐木机器人；代人进行收获果实，分选果实的收获机器人等。
服务机器人，包括为主人做饭、打扫卫生、看门守夜、带孩子当保姆的佣人机器人；能帮助公务人员收发文件、接待客人的秘书机器人；代替护理人员为病人送食物和药品，帮助病人或残疾人洗澡和进行户外活动的护理机器人；能接待客人，为客人买票定票，开门开电视的旅馆服务机器人；为盲人带路，为残疾人服务的福利机器人等。
极限作业机器人，是指代替人在人难于接近或既危险又苛刻的环境中，完成复杂作业的机器人。包括进行宇宙探索开发的太空机器人；在原子核辐射条件下工作的机器人；在深海进行勘探开发或救援的深海机器人；建筑高楼的建筑机器人；在火灾现场从事救火的机器人等。极限作业机器人又称特种机器人。
军用机器人，包括在战场上完成战斗、侦察等任务的机器人士兵；完成侦察、扫雷布雷、清理战场、运送物资、挖掘战壕、进行战斗的无人驾驶车辆；完成空中侦察、空中指挥、空中进攻的无人飞机等。
工业机器人，按其结构形式分为球坐标式、圆柱坐标式、关节式和水平关节式。有关工业机器人的问题，后面将做专题论述。
机器人的手、“肌肉”、感觉器官
先从最灵活的关节式机械手臂说起，它的结构形式与人体的大小手臂相似。机器人身体与底座之间有个转动机构，能使机器人上身左右旋转。它身上的大臂与肩之间是用机械关节相联的，大臂相对于身体可以做上下摆动，这一运动是由马达来驱使的。小臂与大臂之间有一个能转动的关节，也有一个马达来驱使小臂相对大臂进行运动。小臂的末端有铁腕子，它可以左右旋转和上下摆动，这种机构称为万向关节。这种关节在两个方向上可以独立运动，所以要有两个马达来驱动。腕上有手爪，手爪可以抓住各种工具，如笔、焊枪、切割工具、夹钳、装配工具等。有的操作工具也可以直接固定在机器人的手腕上。
上面所说的机器人左右旋转，大臂上下转动，小臂相对大臂转动，各称为一个“自由度”，再加上手腕的左右旋转以及上下摆动，这种机器人一共有5个自由度。目前，机器人多数具有5～8个自由度。自由度越多，越灵活。
为完成各种工作，机器人的手就要有各种手爪。例如，在抓棒式物品时，用鸟嘴式或蟹夹式的三指爪就可以了。若抓平板玻璃之类的东西，可以用吸附式手爪，它像章鱼的吸盘一样。这种手爪做成碗状，倒扣在玻璃上，用泵把碗内空气抽光，碗内接近真空，碗外大气压力使这个皮碗紧紧吸住玻璃或其它板状物体。要抓钢铁物件可以用电磁铁式手爪，即在铁芯外面绕上许多线圈，通上电流变成了大磁铁，可以吸住铁质物件。还有的机器人有柔性手爪，可以抓取蛋类，抱病人等。这种手爪可以采用弹性的材料制造，或在手爪中充满气体。
手爪上常常装有传感器，使手爪能准确地抓取东西。既保证手中的东西不滑掉，又保证手爪于用力不太大，不至于把东西抓碎。
现在已制造出能摘花朵但又不会碰坏花枝的手爪。它有四个手指，手指上装有32个马达，500个滑轮。日本研制成有两只手的高级机器人，每只手臂有7个自由度，机器人总共有
40多个驱动器，每只手上装有120个触觉传感器。日本还制成了能识别物体形状的手，手有3个关节，手指上装有光学波导触觉传感器。当接触到物体时，会给出信息，经过反复移动手指尖端，给出各点的信息，就可以探测出黑暗中物体的形状。我国北京航空航天大学研制出达到国际先进水平的3指9关节的手，这种灵巧手可以抓起鸡蛋，可完成精密装配和细微的空间操作等。
机器人手脚的运动和动作是由机器人的“肌肉”带动的。机器人的“肌肉”是驱动机构，也称为伺服装置，它是手和脚的动力源。伺服装置在自动控制技术中是比较成熟的技术设备，但与人的肌肉比还差得远呢。
为满足机器人手脚运动和操作的需要，对驱动装置也就应当有一定要求：第一，要求驱动装置传动平稳、迅速、灵活、准确、定位精度高；第二，要求驱动装置必须具有一定的力量，这样才能保证机器人的手能抓取较重的东西，手脚运动足够快；第三，要求驱动装置本身体积小、重量轻、并且变形要小；第四，要求驱动装置安全可靠，维护方便；第五，要求驱动装置成本低，也就是便宜。
机器人手脚的动力源有电动的、液压的和气动的。
机器人发展初期，70％是采用液压式驱动装置，也就是这种装置的能源是液压能源。还有采用气动能源的气动驱动装置。它结构简单、成本低，但控制不方便，定位精度不高，出力不大，只适用于简单的机械手或机器人。后来，采用电动驱动装置的机器人多了起来。它使用方便、控制容易、维护简单、反应迅速、动作自由、没有环境污染。这些更符合机器人对驱动装置的要求，所以应用也越来越广。
80年代末，人们大力发展直接驱动装置。直接驱动装置是马达直接带动关节运动，中间不用齿轮、链条等减速机构，所以它精度高，刚度好，结构简单，发展快。到90年代初期，已有不少直接驱动的机器人问世。世界上第一台直接驱动机器人（名字叫 Adept One）手臂长 800毫米，最大行走速度每秒9米，带动6千克重物，定位精度达0.1毫米。现在，直接驱动机器人的性能又提高了许多。
目前，机器人的“肌肉”发展到什么样水平？日本研制的搬运重物的机器人，用的是交流电机驱动装置（交流电和驱动装置比直流电机驱动有更多优点），在搬运500千克重物时，定位精度在0.1毫米之内。它能用于铺设铁路的枕木与铁轨，在建筑工程中安装隔离板等。日本研制的由直流电动机驱动的机器人，能用电脑或无线电信号控制它的运动和姿态，可以在不平坦路面上行走，可以通过狭窄通道，可以走钢丝，它的控制是多么自由和精确！
从前面讲述中我们知道，初级的机器人没有眼睛，没有耳朵，而智能机器人大多数能听、能看、会说。它们之间有个重要差别：前者没有能感知外界环境的感觉器官（称外部传感器），而后者具有视觉、听觉、触觉等感觉装置（传感器）。传感器能准确地接受外部信息，并把这些信息传送到机器人的电脑中，供它分析、处理、判断、做出决策，产生控制指令。由此可见，传感器是智能机器人的一个关键部分，传感器可使机器人产生新的功能。比如，机器人有了“眼睛”就可以“看见”手（或本体）离目标还有多少距离（称为偏差），并由电脑发出命令使手或脚动作缩小这个距离直至达到目标为止（消除偏差）。这样的机器人不但能准确地完成任务，而且当外界情况变化时能随机应变，也就是说它有适应能力。有“眼睛”的机器人可以干很复杂的工作。例如装配机器人，要求它能“看见”零件，分辨出零件的形状，找到应该安装的位置，装配上去。
机器人外部传感器主要有如下几种：视觉传感器，用来分辨物体形状、位置、颜色和记号等；听觉传感器，主要是用来接收外界的声音或感知物体位置；触觉传感器，可用来感知物体的形状、表面状态、硬度、温度等。除此之外，还有嗅觉传感器、平衡传感器、接近传感器、滑动传感器、压力传感器等。
视觉传感器最为重要，对人来说有80％～90％的外部信息是由眼睛获得的。视觉装置的发展也较成熟，如多用电视摄像机、照相机等。听觉传感器也得到了广泛的应用。接触传感器结构很简单，在应用中对它的要求却很高：分辨能力要高（精度达0.1毫米），很灵敏，经久耐用，响应快（一旦接触物体立即有信号输出），性能稳定（一种状态多次接触，每次给出信号基本相同），感觉的信息范围高。
现在，机器人传感器的研究越来越深入，应用也越来越广泛，从一个例子可见一斑。正在研究中的人工鼻，可以闻出某些东西的味道，警察可以用它搜查藏在汽车里的毒品、尸体和炸弹，卫生监督人员可以用它检测食品卫生及水质污染程度。
现在说说机器人的“眼睛”。摄像机把外界景物拍摄下来，并变成电信号，再送给电脑，进行图像分析，辨认出是些什么物体和图形。
最早的商品化了的图像分析和识别装置多采用“模式识别法”和“特征识别法”。模式识别法的基本原理是：事先把许多样模图像输入到电脑中存储起来，识别景物时把摄下来的图像输入电脑中，与存储的样模图像相比较，如果一致，就可以认出外界物体和图形是什么了。特征识别法的基本原理是：把拍摄下来的图像变成线条清晰的图形，再输入到电脑中，电脑根据图形的面积，周长，孔的个数、大小，线条的长短，凸角、凹角等特征，判断该图形是什么样物体的图像。
机器人也能“看”出物体的立体形象。可以用两台摄像机摄像，再把图像叠合起来，使之有立体感；或者用一台摄像机摄像，再用激光测距机测出距离信息，经过电脑处理，显示出立体图像来。
再说说机器人的“耳朵”。人要听懂别人所说的话，必须经过两个过程：听见声音，理解声音的含义。机器人的听觉系统是由两大部分组成的：“听”声音的“耳朵”和专门理解和判断声音含义的部分。机器人的“耳朵”常常是一个微音器，声音传来之后，它可以产生频率不同、强度不同的电信号。此外要有一些附加电路，其作用是：把声音信号放大，对特别大的信号加以限制，滤掉噪声等。机器人听觉的第二部分是由电脑承担的，其作用就是理解声音的含义。早期典型识别方法也和图形识别方法相似，电脑要根据语法、语义和推理来理解“听”到的语言是什么意思。
景物（图像）识别和声音识别是机器人技术和人工智能研究的两个重要课题。目前正在大力发展智能识别方法。粗略地说，就是在识别中加入了人的智能分析问题的方法。现在，图像识别和声音识别发展到什么水平，我们举一个例子，就可知其一斑了。前不久展出的苍蝇眼（复眼）机器人，有3000个小眼，每个小眼有8个视觉细胞，接收的信息由神经元直接处理，每秒能处理100个影像，比人快5倍。
工业机器人
工业机器人包括固定程控及可变程控机器人、示教再现型机器人、数值控制机器人及智能机器人等。
示教再现型机器人能记住人“教”它的动作，自己再自动重复完成这些动作。
示教过程就是人“教”机器人工作的过程：用操纵手柄（或控制器）发出控制信号，这些信号先经过放大器放大，再由驱动马达带动手臂手爪动作；同时，用传感器测出机器人手臂手爪运动的位移和速度，并把这些信号及运动顺序存入存储器中。
再现过程是这样的：存储在存储器中的信号，如动作顺序，运动的位移、速度等输送出来，同时传感器测出机器人手臂手爪运动的实际位移和速度，与存储器送来的信号进行比较，它们的差值经过放大，驱动手臂动作，直到运动位移、速度与“教”它的一样时为止。于是，就自动完成了人“教”它的动作。
机器人能记住人“教”它的动作顺序，动作位移和速度的大小，是因为它有了电脑（或控制装置）。有了电脑，机器人的工作就不用人来管它了。它能从一种工作自动转移到另一种工作，并且能保证动作或运动的精度，而且很灵活。当然这还要求机器人有灵活的手和脚，也就是手和脚的结构精确，关节灵活。
示教再现机器人，也可以用电脑键盘（或其它输入装置）输入信号，“教”它完成一遍它应完成的工作。示教再现机器人是典型的工业机器人。
工业机器人已被应用于汽车、化工、电子、机械制造、钢铁、建筑、食品、纺织、采矿、林业、农业、核工业、海洋、宇航等行业中。汽车行业是采用机器人最广泛的行业。例如日本汽车行业中的焊接作业97％已由工业机器人来完成；日产汽车公司使用被称为“三浦友和”、“山口百惠”等50台焊接机器人代替了300名焊接工人；德国大众牌汽车制造厂的焊接涂胶车间用了16台工业机器人，代替了原来由数百人完成的焊接作业。日本松下电器公司生产录像机的工厂采用530台机器人，从视频磁头引线孔中抽出比头发丝还细的导线进行焊接，顶替了千名女工。
在有害、危险、艰苦、恶劣的环境中工作，机器人更显示出其英雄本色。例如，我国研制的有3只手的装配机器人，可以代替人装配雷管。由机器人代替工人搬运火药、炸药，装配雷管、炮弹等，可以减少事故，保证劳动安全。
用工业机器人生产可以降低产品成本。在国外工业机器人的价格一般仅相当于一名熟练工人的年收入，而其功能比人要高几倍。
在西方国家，通常把身穿蓝色工作服，从事体力劳动的工人称为蓝领工人。工业机器人身披钢盔铁甲，多是从事重体力劳动，所以国际劳工组织把它称为“钢领工人”。“钢领工人”是一支深受人们欢迎的劳动大军。
工业机器人发展是比较快的，估计未来一段时间，比如到2000年，工业机器人仍是增加的趋势。有人估计，到2000年日本工业机器人可达57.8万台，2005年为106.2万台。我国工业机器人数量与国外一些国家相比，是比较少的。据统计，到90年代中期，我国应用的工业机器人约有数百台。但我们自己研制的工业机器人种类还是比较多的。如 EPM及 EP系列喷涂机器人、PJ－200喷涂机器人（均由机械部北京自动化所研制）、遥控移动作业机器人及 SIA－AGV型自动导引车（中科院沈阳自动化所研制）、GJR－GI弧焊机器人（机械部济南铸锻研究所研制）、全自动包装码垛生产线（哈尔滨工业大学研制）、换刀机器人与火工产品搬运机器人（南京理工大学研制）、喷砂机器人（北京理工大学研制）等。从发展看，我国在“九五”期间工业机器人的需求量将在千台以上。
智能机器人
20世纪60年代初，麻省理工学院制成MH-1型智能机器人。
1969年，美国斯坦福研究所用他们制造的机器人“赛克”进行了这样的试验。科学家下达命令：“把平台上的箱子推下去。”“赛克”通过无线电接到命令后，在原地转了一会，找到了屋内的平台，并向平台走去。平台四周是直立的壁，它的脚下是轮子，上不去。“赛克”在平台四周转了20分钟。它的“脑子”（电脑）里大概是想出了办法，向四周环顾，用“眼睛”（电视摄像机）看见了屋角处有一个斜面台子。“赛克”“思考”了一会，“走”到斜面台子后面，把斜面推过来。中间有障碍物，它就绕过去，最后把斜面台子靠在平台边上。它自己顺着斜面“爬”上了平台，再把台上箱子推了下来。“赛克”的试验告诉人们，机器人可以有智能。
什么是智能呢？智能是指动物对新的事态采取有目的行为的能力（而且不是偶然发生的情况）。例如，黑猩猩见到挂在高处的香蕉，跳了几次都够不到，它便把旁边放的箱子搬过来，再爬到箱子上，将香蕉取走吃了。
机器人的智能比黑猩猩高多了。
机器人若是具有认知能力、学习能力、思维能力以及适应环境的能力就属于智能机器人了。智能机器人一般由三大部分组成：运动部分、智能部分和感觉部分。运动部分，包括行走机构、机械手、手爪；智能部分，包括有认知能力、学习能力、思维能力和决策能力的装置；感觉部分，包括有视觉、听觉、触觉、接近觉的装置。
智能机器人由感觉装置感受到外界环境的状况，产生信息，并由电脑进行识别。电脑中存储许多知识，也就是存储许多规则和数据。电脑根据已有的知识，对得到的外界信号加以分析、判断、推理，最后做出决策，产生控制信号，驱动机器人的行走机构、机械手和手爪运动，完成操作。这样，不但能适应外界环境的变化，而且还能完成复杂的任务。
智能机器人的功能与人更接近了，但是它与人相比还相差很远。人有智力、情感和意识。目前最高级机器人的智力也只相当于小孩子的智力，但没有感情和意识（有的机器人有表情，但还没有感情）。
日本制成的双脚走路机器人，我国制成的多足走路机器人，还有许多国家制成的服务机器人、下棋机器人、看病机器
人、收获果实机器人……都是智能机器人。智能机器人已获得实际应用，最典型的例子是1990年巴黎地铁站台上采用了清扫机器人。它能自由行走，能独立完成刷洗、吸尘和洒消毒水等工作。完成之后可以把扫帚、水桶和拖把放回壁柜内。它能自动躲避障碍物。它能感觉出前方的障碍物，并减速鸣喇叭。假如障碍物仍不离开，它会躲开或停下来。日本东芝公司制成的自主型机器人，只要人发出简单命令，它会自己选择动作顺序，自己修正动作误差，自动完成任务。
自主型智能机器人已达到了实用水平。日本东急建筑有限公司开始出售草坪除草机器人。机器人用照相机拍摄图像，经过图像分析，自动识别杂草，找出它的位置和中心，控制操作器接近杂草并把杂草除掉，放入杂草器内。
1990年9月27日至28日，在苏格兰的格拉斯哥，由莱德大学主办举行了别开生面的机器人奥运会，这是第一届国际机器人奥运会。
比赛项目真是五花八门，有爬墙壁、躲避障碍物跑、标枪掷远、机械手操作技巧以及两足和多足机器人“竞走”等。参加运动会的机器人必须能表演一点“自主动作”。来自美国、日本等11个国家代表队的50多名“选手”参加了角逐。
日本筑波大学制造的“山彦九号”机器人获得了表演奖。在跑道上遇到障碍物时，它和一般机器人不同，不需要停顿下来去判断和思考，而是立即绕过障碍物。山彦机器人能够技高一筹、称雄夺冠，是因为它身上识别外界景物的系统、控制指挥系统、驱动系统和机械系统都设计制造得很好。
机器人比赛沿着垂直墙壁攀登，更是令人叫绝。英国朴次茅斯多种技术公司研制的罗布吉-Ⅲ机器人，它的“爬行术”水平最高，身上背着很重的物体（和自己的体重差不多），像昆虫一样用4个爪子沿着直上直下的壁面爬行，爬得又快又稳。它是一个智能机器人，当遇到障碍物时就会跨过去。可惜它没有夺得冠军。不过没有关系，它在会后仍然回到自己的“岗位”上去做检查工作。它的“队友”齐吉-詹吉夺得了这个项目的冠军。它的攀登技巧和罗布吉同样高超，不过它显得更“精干”，因为它的结构更简单。这位冠军原来也是一位“检查工作者”，常常在陡峭的轮船船壁上或在高耸云霄的石油钻机外壳上检查工作。
这次比赛中所说的自主型机器人，一般是指，它有很多传感器，将所得到的信息综合处理，以适应外界环境变化，有自适应能力，有自学习、自主决策和自己管理自己的能力。换句话说，它具有人工智能，能自己决定如何干，如何动作，如何去完成复杂任务。
1994年在日本大阪举行了第三届国际奥林匹克机器人大赛。参加跳远比赛的机器人是自主式机器人，包括电源在内重量不超过500克。第一名被泰国楚拉朗昆大学制造的一个叫T－REX机器人获得，它跳了13.33米。“渡海”障碍赛赛场全程10米，自主型机器人经过由泡沫塑料构成的“海洋”，日本近畿大学研制的机器人“哲人”第一个到达终点。这些参加比赛的自主型机器人都是由学生制造的！
现在自主型机器人的水平相当高。例如，卡内基-梅隆大学完成了自动驾驶汽车横跨美国的试验，时速达每小时80千米，全程有98％是由机器人驾驶的。专家估计，20世纪末或21世纪初，可实现自动驾驶汽车在高速公路上行驶。
当前很多服务机器人都是自主型智能机器人。因为这种机器人获取的与环境有关的信息往往是多义的，不完全的或不确定的，而且可能是随时间变化的。因此要求它执行任务时，能用传感器探测环境，分析信号，自主地决策，产生控制作用，去执行任务。
当前最有名的自主机器人莫过于在火星上进行探测的探测车“旅居者”了。
移动机器人
1995年，在伦敦举办的欧洲有线通信博览会上，一台由“现代移动机器人公司”制造的机器人，不停地走来走去，一边向参观者问候，一边分发礼品。一位男士对机器人说：“你跟我来，请向那位女士问好。”机器人随着他走到那位女士身边，问候道：“年轻的女士，您好！”女士答道：“我喜欢你的大眼睛。”机器人答道：“谢谢您，漂亮的女士，您可以从我身上的袋子里拿一份礼物。”一位记者从后面向它喊道：“停下！”机器人乖乖地停了下来，转过圆圆的脑袋，看着记者问：“您为什么让我停下来？”记者问它：“你叫什么名字？”“我叫吉姆。”“你多大了？”“我三个月了。”“你是男的还是女的？”“我们机器人没有男女之分。”这些对话引起围观者哄堂大笑。这台用4个轮子走路的机器人，能自己确定自己应当行走的路线，不会撞到人和物体上。当记者带它走到楼梯前，命令它上楼梯，它立即说：“我不会上楼梯，请带我去坐电梯。”因为它是靠轮子走路的。
机器人装上轮子后，可以很快地移动。装轮子移动比用腿走路简单多了，而且消耗能量只是步行的一半。
装轮子机器人只能在平坦的地面上移动。为了使带轮子的机器人在不平坦的松软的地面上也能行走，可以在轮子外面加上履带，未来的“坦克机器人”大概就是这样的。
对移动机器人的要求：一是要在移动中保持稳定，不摔倒；二是要保证行动灵活；三是要能够按指定的路线行走；四是不能与其它物体相撞，也就是能够躲开或绕过障碍物。
有轨道的移动机器人，只能沿着有限的路线行走。例如，在需要行走的路线上铺设轻便铁轨，机器人在铁轨上用轮子移动。也可以在地面上画出能反光的白线，机器人身上带有发射光束的装置，光束被反射回来，再由机器人身上的传感器接收。把这种信号变成控制信号，控制机器人沿着白线行走。还可以在地板下埋上电缆，电缆通过电流就会产生电磁波，机器人身上的传感器感觉到电磁波，就能控制自己沿这些电缆行走，达到目的地。
在无轨道移动式机器人的电脑中，预先要存储周围环境的地图，再给机器人装上摄像机，把周围环境拍摄下来。拍摄下来的地图与预先存储的地图进行比较后，就可以确定机器人当时在什么地点，然后再由电脑确定下一步如何走。这种机器人行走的关键是：识别周围环境，分析确定行走的路线。
要防止碰撞并能跨越或绕过障碍，就必须给机器人装上传感器。例如装上“猫胡子”式触觉传感器，雷达式距离传感器，超声波传感器以及激光测距传感器等。当传感器感觉到有障碍物时，便产生信号并传送给电脑，由电脑做出判断和决策，命令机器人减速、停下来，或者规划新的路线，绕过障碍物。
要求机器人能在凸凹不平的地方行走，跨壕越沟，上下台阶，灵活转动或跳跃，甚至要求走过之后不要踩死一堆蚂蚁…… 这只有用步行机器人了。制造用腿走路的机器人有许多困难，但也有许多独特优点，所以现在已有很多种用腿走路的机器人，如双足、四足、六足、多足机器人。
用两条腿走路最灵活，但容易摔倒，控制复杂；采用四条腿或六条腿的机器人就不易摔倒了。目前让机器人完全模仿人的双脚走路还有困难，因为人下肢有54个关节，有800多条肌肉受神经支配协调动作。让机器人完全模仿人双脚走路虽然有困难，但很有必要，所以双腿走路机器人研究的势头是强劲的。
1969年美国著名的通用电气公司制成一种机器马。它有四条腿，驾驶台上坐一个人进行操纵，行走速度比人快一倍，能提起200多千克重物。1984年美国奥德蒂克斯公司制造出一个六足的怪物，叫“奥德克斯”。它有一圆脑袋，有六条细腿，重300千克，它的步法稳健，行走速度和人差不多，在缓慢行走时能提1800千克重物，能完成多种任务。
前苏联制造的六条腿走路机器人叫“沙马”。它走路不但
很平稳，而且可以有三种不同的方式：第一种是顺序式，先迈前面的第一对脚（其余四只脚支持本身重量），之后再迈中间的第二对脚，最后迈第三对脚。第二种是对角式，先迈第一对的左脚和第二对的右脚，再迈第二对的左脚和第三对的右脚，最后迈第三对的左脚和第一对的右脚。第三种是采用蟑螂常用的爬行方式，称为三角式：先迈第一对的左脚、第二对的右脚和第三对的左脚，再迈第一对的右脚、第二对的左脚和第三对的右脚。在平地上还可以同时迈动六条脚走路，是一种齐步式走法。齐步式走法可负重10吨。沙马步行速度为每小时5千米。它不仅能在平地行走，而且还能爬越15度至30度的斜坡。
日本早稻田大学加藤一郎教授在发展双脚步行机器人方面做出了巨大的贡献。他领导的研究小组（研究室），于1969年制造出世界上第一台双腿走路机器人，叫“WAP-1号”。1972年又制造出第一台功能较全的双脚走路的机器人，叫“瓦鲍特”，高90厘米，重130千克，它属于“静态行走”机器人。这种机器人在行走中，至少有一只脚支撑重心，不让它摔倒。它走得很慢，1小时才走12米。它是第一台用双脚走路的“杰出的铁人”。
1981年，早稻田大学加藤一郎的研究室研制出了用“动态步行方式”双脚走路的机器人。它走路灵活，9秒钟走一步，每步走45厘米。它能上台阶，能前进后退。这台机器人叫“WL－DR”，高80厘米，重40千克。动态步行方式，也就是一种类似人类走路的方式：在行走中，巧妙地利用移动中重心的前移，采用控制机构和系统去控制机器人的躯体，像倒立的幡那样，既不倒下来，又不断向前移动。
现在，双脚走路机器人又有很大发展。世界上许多国家已制成双脚走路机器人，我国也制出了双脚走路机器人。双脚走路机器人的行走速度比人的行走速度还快，可以跨越沟壕，通过障碍物……但在灵活性、协调性等很多方面比人还差得多。日本前不久制成用“模糊逻辑”控制的双腿走路机器人，在芯片中存储20条左右的运动规则，用这些规则去判断机器人应如何行进，在行走中每秒钟进行100次推理，因此可以应付各种突然出现的情况。所以这种机器人步行速度加快了，行走平稳、行动灵活。它高80厘米，重16千克。
时至今日，双脚走路机器人仍没有得到真正的实际应用，其原因是造价太高，而功能还与人相差太远。
机器人与人棋盘前争高低
弈棋是智者的游戏，是智力的试金石。
说到机器人下棋，历史上有这样一个故事—1769年，奥地利一位叫冯肯勃伦的男爵，宣称制造出一个会下棋的机器人。机器人身着土耳其衣服，左手与人对弈。在与人下棋之前，把柜子的门、抽屉都打开，让大家看清里面的杠杆、齿轮等机构，之后再关上门，对弈。机器人曾把许多棋迷、欧洲许多国家宫廷棋师都杀得大败，就连称雄一世的拿破仑以及俄国女皇叶卡捷琳娜二世都被它战败了。当时真可以说轰动了整个欧洲。男爵死后，机器人棋手被另一人带到美国去表演。后来，有人揭露说，这是一种骗人的魔术。
从科学进程分析，当时根本不可能有如此高超的机器人棋手。机器人弈棋大体应是这样的：它应有一个手爪子，一台摄像机（就是机器人的眼睛）和一台电脑。电脑预先要“学习”和记忆许多弈棋大师的下棋经验和棋谱，并且存储棋盘图像。对弈时，当对方每走完一步棋，摄像机就把这时的图像拍摄下来，并送入电脑中。电脑将这一图像与前一幅存储的图像相比较，就可以知道对方这一步走了哪个棋子，以及是从什么位置走到什么位置，并且考虑自己一方应如何走棋。当电脑考虑好，决定了如何走，就命令机器人手爪，把该走的棋子拿起来，放到指定的位置上。机器人也能从棋盘上拿走已吃掉的对方棋子，甚至会讲话，告诉对方走的是违规棋步，或者要求对方等它走完一步棋后再动手。
机器人下棋主要是靠电脑来判定自己如何走棋。所以，发展机器人棋手，主要是发展电脑的硬件和软件，提高电脑的运算速度和分析判断力。而电脑与人比赛下棋，可以是由人代替电脑去把棋子移到所要走的位置，也可以用屏幕图像显示出电脑每步是走哪个棋子。这种棋手，称为电脑棋手；而这种对弈可称为电脑下棋。
有时，有人把电脑棋手与机器人棋手混为一谈。
现在我们来说说电脑与人弈棋吧。
电脑问世以后，有人就提出：电脑能有思考能力吗？ 1959年，美国工程师塞缪尔给电脑编制出下跳棋的程序，结果，电脑战胜了他，他本来是一名很好的棋手。这说明，电脑能够玩那些智力游戏，有智力活动能力。
1970年，在美国举办的国际象棋锦标赛上，电脑参加了比赛，博得观众的支持和赞扬。从此，电脑棋手就不断地参加国际象棋赛。1980年5月，美国的卡内基-梅隆大学贴出一张布告，若电脑能战胜国际象棋世界冠军，就奖给编制程序的人5万美元。
1989年，在美国加利福尼亚州长滩举行的一次国际象棋赛中，由卡内基-梅隆大学四名研究生设计的电脑棋手“深思”击败了前世界冠军争夺者、国际特级大师特·拉尔深。它和特级大师迈尔斯并列冠军。由于电脑棋手不能领取奖金，所以10万美元奖金全归迈尔斯了。
一年之后，深思战胜了迈尔斯。
到1990年为止，深思共与10名特级大师进行过比赛，竟胜负各半。美国棋联按国际象棋等级标准估算，当时深思棋力等级分数为2552分，而世界冠军卡斯帕洛夫为2780分，我国的谢军为2480分。深思当时的运算速度是每秒钟200万次。深思是世界上第一位取得国际象棋特级大师积分的电脑棋手。
深思的设计者之一，卡内基-梅隆大学研究生许绦勋（音译，华人），因此而出了名。他1989年获计算机科学博士，并进入IBM公司。他承担“深蓝”电脑棋手的总设计，深蓝电脑棋手设计组组长谈君健（音译，华人）是IBM公司有资历的计算机专家。深蓝是在深思的基础上发展起来的，它把256个微处理器连接在一起，共同工作，在3分钟（国际象棋每一步允许思考时间）内可计算500亿～1000亿步棋。它有开局和残局数据库，收集了100年来国际象棋大师的棋谱。当棋盘只剩5个棋子时，残局数据库自动启动，可提供几十亿个棋势作为参考。1996年2月10日至17日，在庆祝计算机诞生50周年活动周中，深蓝与国际象棋世界冠军卡斯帕洛夫进行了6场比赛，结果是一胜二平三负，败在卡斯帕洛夫手下。后来又把电脑深蓝的运算速度提高一倍，输入了新的走棋策略。
1997年5月3日至11日，国际象棋冠军卡斯帕洛夫和深蓝又大战6盘，终于以一胜二负三和输给了计算机“棋手”。这一消息引起全世界的关注，各界纷纷报导并加评论。
机器人是否能比人更聪明
电脑机器人能比人更聪明吗？或者说电脑能比人脑更聪明吗？在回答这个问题之前，先讲一个故事：1989年，全苏国际象棋冠军尼古拉·古德柯夫与一台电脑棋手对弈，这是一台超级电脑，古德柯夫是具有世界级水平的国际象棋大师。当古德柯夫连赢3局，高兴地向几百名观众招手致意，并同意再与电脑棋手下第4局时，超级电脑的金属棋盘表面突然放出一股强大电流，使这位大师在众目睽睽之下触电死亡。
事件发生之后，经过仔细检查，电脑及电路完好无损，功能正常。于是有的专家推断说，这台超级电脑在连输3局之后“恼羞成怒”，为转败为胜，发出指令，加大电流把对方杀死了。有的专家认为当代电脑还不具备情感，不可能因为输棋就自行杀人。后来经分析，认为是电子雾的作用，使超级电脑内部程序出现了紊乱，动作失误，产生强大电流，造成杀人事故。
从这个故事引出这样一个重要结论：现在的计算机能够与人对弈，是人“教”它的本领，也就是人给它编的程序。它按程序工作。
计算机与人弈棋，当人走一步棋，它要考虑如何应对，考虑每着棋的各种走法中哪一种走法好？对于国际象棋来说，每走一步棋，要分析32种走法。如果考虑到以后两步棋，则要分析一千多种走法。下棋高手，每走一着棋，必须考虑以后5～6步棋。计算机下国际象棋，要考虑5～6步棋，则要分析10亿多种走法。这种把每一种走棋法都考虑到，加以比较，选出最好的一种走法的下棋机叫“蛮干机”。
国际象棋大师一般可以考虑到10步棋或11步棋。如果用蛮干机去考虑12步棋，从中选择一种最好的走法，即使用每秒运算1亿次的计算机去搜索，也要数千年。所以弈棋计算机考虑各种走法，也要向人学习，给它加入些智能：对于主要关键棋步，要进行深入搜索；而对于经过简单比较就可以断定某一种走法将导致较差局面，则这种走法后面的各种棋步就不加考虑了。
计算机下棋所表现的智力是人给予它的。当然，计算机在分析搜索过程中，运算速度比人快多了。人每秒钟只能考虑3种走棋法，而计算机棋手深蓝每秒钟可算2亿种走棋法。但是，下棋是一种智力比赛，不能用蛮干机的那种作法，而是既靠运算速度，又靠智力策略，以寻找最好走棋法。
1997年人机大战中，“深蓝”战胜了卡斯帕洛夫，这是否说明了电脑已战胜了人脑，电脑比人脑更聪明呢？现在的电脑比人脑，不论在智力方面，还是在能力方面都还相差甚远。电脑的计算速度、计算精度、存储信息量、工作中不疲劳以及出错率低等都比人脑的水平高。但是，人脑是人类长期进化、自然优选的产物，不仅比人工制造的各种物件，而且比经过千万年进化的生物都灵巧，都复杂。到现在，人脑还有许多奥妙之处并没有完全揭开，就以人的记忆、学习、思考的机理来说吧，至今还没有完全弄清楚。
人脑有140亿～150亿个神经元，每个神经元都与数千个神经元交叉相联，构成神经网络。如果把一个神经元当成一粒沙子，人的大脑相当于一卡车的沙粒，而且各个沙粒是有机连接的。有的专家认为，一个脑神经元相当于一台现代的微处理器。那么人脑比电脑可强大多了，因为现在的超巨型电脑，有上千个微处理器共同工作就很了不起了，更何况让每一台微处理器同时与数千台微处理器相联并协调工作，目前是很困难的，恐怕未来较长一段时间也较难实现。
早期的电脑，包括现在工作的绝大多数电脑，是采用“串联工作方式”的，即所谓的“诺依曼型计算机”。现在的巨型机、超巨型机等采用了“并行工作方式”。很多微处理器并行工作，它们之间如何分配任务并达到最优，这是令电脑专家很头痛的问题。
人脑呢？虽然生物时钟的频率低（ 100赫左右，一般的微处理器为几十兆赫或更高），但人脑的推理、判断、决策速度比电脑快得多！
人脑神经网络节点断裂或神经元有损坏，其存储信息并不丢失，神经网络有自我修复能力，有可塑性，具有柔性，能够自我组织、自我修复、自我再生。目前的电脑不具备这样的能力。正在研究开发的神经网络电脑是应当具有这样能力的。神经网络电脑要多少年才能达到广泛应用的水平，还不好说。但应该说早晚会有那么一天，其前提是人们应先把自己大脑神经元之间是如何相互作用的研究得更清楚些。将来的电脑会不会比人脑更聪明，等待未来由事实作回答吧。
微型机器人及其美好未来
微型机电系统是微型机器人最基本的部件，1996年全球交易额达20亿美元，预计2000年将达140亿美元，由此可见微型机器人发展多快。
20世纪50年代末，诺贝尔奖获得者、著名美国物理学家理查德·费曼就非常关心超微型机械的发展，他说：“如果有一天可以按照人的意志安排一个个原子，那将会产生什么样的奇迹？”
费曼在一次公开讲演时，提出以他的私人积蓄征订一部电动机，体积不得超过 1/250000立方英寸。他以诙谐见称，这次却是非常认真严肃，因为他认为微型机械的研究是非常重要的。这以后，有不少人拿来只有跳蚤大小的电动机，但距要求都相差甚远。一天，有一位叫麦克雷南的工程师拿来一只箱子。费曼十分不耐烦地看着他打开了箱子，箱子里只有一架显微镜。惊人的事情出现了，用显微镜看见了一只像灰尘大小的电动机。这是惜助微细钻床和车床，发挥人的聪明才智创造出来的。于是费曼立即拿出了自己所订的奖金。他也就审慎地撤消了另一件征订微细书籍的悬赏，他风趣地解释说：“现在我已结了婚，也买了房子。”
微型机械虽然早就引起人们的兴趣，但发展并不快，因为它们太小了。国外一位教授对微型机构做了如下定义：100毫米～1毫米的称为小型机构；1毫米～100微米的称为微型机构；10微米以下的称为超微型机构。
近些年来，微型机器和微型机器人取得了突破性的进展，最有影响的一件事是——
1988年5月的一个周末，加州大学伯克利分校，刚过午夜的校园格外宁静，研究生范龙生和戴韦昌正进行前人未做过的实验。一切准备就绪，他们把硅片上的微细电动机接上电源，逐渐增加电压，有8个极的转子慢慢地转动了起来。于是，他们用摄像机拍摄下令人难忘的情景。10天以后，在美国电气和电子工程师学会召开的微细机械讨论会上，他们给与会代表一遍又一遍地放映自己所拍摄的录像，这一实验深深地吸引了与会代表。一位头发灰白的工程师说了一句十分赞扬的话：“这有点像莱特兄弟的飞行。”
制造这种比头发丝还细的微型电动机，是采用了微电子工艺方法，在硅晶体上“生长”出来的：在薄如纸张的硅片上，加上特殊玻璃做“掩膜层”，在玻璃上涂一层抗腐蚀胶，当用光按一定图案进行照射时，玻璃上防腐胶就按这样的图案消失了。之后，加上化学腐蚀剂，没有抗腐蚀胶掩盖的硅片就被腐蚀掉一层，形成图案所画的电路。不断重复进行这种过程，就可刻出一层又一层的电路，最后再装上基座和转子，就构成了微型电动机。采用这种制造方法，使得微细机械的发展出现了巨大变化。
德国卡尔斯鲁厄核研究中心的一个实验室研制一种微型电动机，是用一种把“石印术”和“电镀术”结合起来的加工方法制造的。
采用制造集成电路的方法，制造微型机器或微型机器人的元件、部件，成本很低，而且体积很小，一万台这样的电动机放到一起，才有豌豆粒大小。
用类似的方法可以制造出很多微型元件，供制造微型机器人使用。例如，1993年美国推出只有几十微米的电动机，用它去制造眼科、神经外科显微手术器械，是最合适不过了。
日本投入大量资金研究开发只有十万分之一毫米至一毫米的微型机器人。我国在微型电器、微型机器人方面的研究也取得了可喜的成果，加工制造出只有几微米的机器人元件和组件。
近些年来，纳米技术有了突飞猛进的发展。纳米是10-9米，它相当于一根头发丝粗细的1/60000，也就是60000纳米才有一根头发丝粗细。纳米机器人技术是纳米技术中很重要的一个内容。目前，世界上还没有纳米机器人，但已经制造出
纳米机器人所需的元件。国外已制成纳米马达，定位精度是1纳米，速度是每秒200纳米。纳米机器人，不久就会来到人间的。
微型机器人或超微型机器人将会成为机器人大家庭中重要的成员，并大有用途。
在工业上，微型机器人可以按编制的程序，成群结队地钻入飞机和火箭发动机的内部，精细地进行维修工作；钻进核反应堆的管道内，修补裂缝，甚至长期驻守在里面进行定期检查；在船舶表面，进行擦洗，或咀嚼船底部的贝类和苔藓……
在农业方面，用微型机器人去咬死害虫，使农作物有好的收成；在田野上空飞翔，发现需要灌溉时，便降落在灌溉系统的阀门上，给出信息，使阀门打开，进行灌溉……
微型机器人在医学上的应用前途最大。微型潜艇机器人进入到血管里，把动脉上堆积的脂肪切除；微型机器进入人体内脏，可以杀死癌细胞，修补人体损坏的组织；可以在人体内进行观察，向体外提供信息，以供大夫正确判断病情；可以作眼睛的视网膜手术……
在军事上，微型机器人可代替卫兵和警犬，进行巡逻，完成现场警戒；可以飞到敌人内部，用各种传感器收集情报；海下微型机器人可以指示敌潜艇位置，以便我方武力摧毁敌潜艇；可以携带新型武器，如化学喷射剂、催泪剂、新型“地雷”，去进攻对方……
在家庭服务方面，微型机器人可以打更放哨，不仅可以发现“不速之客”，而且可以防止火灾发生，可以为家庭的隐蔽角落进行除尘，修理家电……
在航空航天方面，微型机器人可到星球上去采集标本，为行星车开路；可以采集贵重金属；可以检查航天飞机和飞机的各种机件，为机罩除尘；可以检查修理空间望远镜……
在通信方面，微型机器人可以带上微型摄像机到人无法到达的地方去拍照；可以爬入电缆中去检查，发现断头，用自己前后腿搭接在断开的两头上，接通电缆，并永远留在那里。
微型机器人未来的应用领域是十分广阔的，其作用是巨大的。
机器人进化
很长时间，多数人认为机器人只是人类制造的高级自动化机器，不是生物，不会自行繁殖，不会有感情……真是如此吗？
90年代初，美国研制出一种会出汗的机器人，叫“曼尼”。它不仅体形像人，可以模仿人体复杂的动作和姿态（比如模仿人走路弯腰，蹲起再跑，头向下和向前），有体温，会呼吸，会出汗。当时，还有一种具有“生存能力”的机器人“乔治”问世，它不但在太热时会出汗，还会自动选择有阴影的道路行走，而不是走直线到达目的地。
尔后，日本东京大学原文雄教授研制出面部有表情的机器人：它的眼球后面有微型摄像机，能看见东西，在电脑的控制下，机器人能够表达愤怒、悲伤、忧虑、惊奇、快乐和憎恶等6种表情。
专家们使机器人朝着像人一样，会观看、会做出反应和会做事的机器人社会前进。
日本制成自行“繁殖”的机器人。只要把预先制好的部件放在地上，这种外形像蜈蚣的机器人便会把部件砌到自己身上，使身体增加一倍，然后再分裂成两个完全独立的机器人。这项研究的目的是利用“遗传密码”，自动“繁殖”后代，以适应环境，使机器人自动进化。
日本一位机器人工程师，花了5年时间制造出一台名叫“爱神一号”的“女”机器人，她不但有人一样的反应，有喜怒哀乐，而且能履行妻子的“义务”。这位工程师还申请和“女”机器人结婚呢。
美国一位教授说，与人类可以共同生活、外形和性能与人完全相同的机器人不久将问世，而且会生儿育女、繁殖后代。对这则报导，世人反映不一，有贬有褒。
有些科学技术专家让机器人去学习人的生存本领，模仿人的各种机能，但还相差甚远，不过已迈出了很大的一步。还有人让机器人学习人在社会中相互配合、相互协作、共同生存的本领。
现在，已经组织了两次机器人足球比赛，比赛的目的是为了促进机器人模仿人智能的研究（就是提高感觉环境、处理图像、进行判断和灵活动作的能力），并让机器人学习“团结合作的精神”（也就是如何进行群体生活和活动）。参赛队除在计算机屏幕上进行模拟比赛外，还要在足球场上按足球规则进行真正的踢球比赛。这是对机器人发展的一个超跃性要求，因为目前机器人发挥“个体作用”是很好的，但相互配合则差多了。美国南加州大学研制的机器人运动员独个抢球很“积极”，但不考虑相互配合。这说明，应当开发机器人过群体生活的能力。
美国布兰代斯大学计算机专家马塔莉认为，让机器人发挥更大的作用，必须让机器人也像人类社会一样，共同工作，互相学习，互相帮助。为了达到这个目的，马塔莉用一群机器人进行实验。每个机器人有4个轮子，能行走，有收发两用无线电装置，用它测出自己和四周机器人的位置，帮助相邻机器人发现障碍物并躲开障碍物；让机器人“集体行动”，比如结队行走，共同寻找圆盘，并把它搬到另一个地方；学习当自己任务无法完成时，转告另外机器人去完成；学会按时工作，按时休息等。实验证明，群体工作的机器人工作效率高。
随着科学技术的发展，机器人的功能与人的差别日益缩小，机器人的能力步步接近人类的能力（有的方面还超过人了）。特别是生物工程的发展，已制造并应用了许多人造器官，成功地用于人体内，为人效力。有人把有很多人造器官的人称为“机脏人”。“机脏人”会有更大的发展，它可能使所谓的机器人与人的差别更小。说不定有那么一天，某些人造的东西，比如机器人，会超过人类。当然在很长时间内这种现象是不会出现的。但是从长远考虑，我们应当看到机器人之类的人造物体，其进化也是很快的，我们不能不加以关心。作为人类社会的成员，应当考虑人类的利益，除了限制某些不应该发展的技术外，应该花更多力量去促进人类自身的进化，使人类永远是不可战胜的。
相传在四千多年以前，我国南方有个九黎部族。有一年，他们的首领蚩尤，与炎帝族发生了冲突。于是，炎帝族和黄帝族联合起来，在涿鹿同九黎族进行了一次激烈的战斗。蚩尤使用魔法，造出漫天的大雾，把黄帝和他的军队团团围在里面。正当黄帝愁眉不展、万分焦急的时候，一个叫风后的臣子做了一辆指南车。有了指南车的引导，黄帝统帅的军队冲破重重迷雾，终于战胜了蚩尤。
据历史记载，东汉时期杰出的科学家张衡发明过指南车，可是他的制造方法不久就失传了。到了三国时，有个叫马钧的重新造出了指南车。这种车要用马拉着走。车上装有一个木头做的“仙人”，无论车子怎祥改变方向，“仙人”总是面向南方，右手臂也指出南方。即使道路是圆形的，“仙人”也会随着自动调整，指向南方。这是怎么回事呢?
指南车与司南、指南针等相比在指南的原理上截然不同。它的车箱里装着非常巧妙而复杂的机械。是一种双轮独辕车。它的中央有一个大平轮，木头人就竖立在上面。在大平轮两旁，装着很多小齿轮。如果车子向左转，右边的车轮就会带动小齿轮，小齿轮再带动大平轮，使大平轮相反地向右转。如果车子向右转，同样地，大平轮则向左转。因此，只要指南车开动以前，先让木头人的右手指向南方，以后车子不论是向左转还是向右转，木头人的右手就总是指向南方。指南车是利用齿轮的原理造成的。这种齿轮传动类似现代汽车用的差动齿轮，相当于汽车中差动齿轮的逆向使用原理。这种指南车，可以说是世界上最早的自动化设备。
根据《西京杂记》记载，汉代皇帝的舆架中就列有指南车。可见，指南车最迟在西汉时代就出现了，张衡、马钧以后，我国又有一些科学家造出指南车，史书上都有记载。如南北朝的祖冲之、姚兴，唐朝的金公立等都曾经制造过指南车，但都没有留下有关指南车内部构造的记载。直到宋代吴德仁在宋徽宗大观元年（1107），燕肃在宋仁宗天圣五年（1027），又先后制造了指南车。他们的指南车的制造方法和内部结构、部件尺寸在《宋史·舆服志》中都有比较详细的记载。解放后，中国历史博物馆根据历史文献复制出了指南车的模型。
指南车设计的关键在于对自动离合的齿轮系统的应用，这种轮系结构相当于现代机械结构中的差动齿轮系统。中国古人远在一千多年前，就已经掌握了如此巧妙的机构设计方法，实在令人感到惊叹。指南车充分体现了中国古代机械制造的高超水平，是中国古代力学在实际应用中的卓越成就。
指南車：
又稱司南車。是一種指示方向的機械裝置。在聯合運
用車輪、滑輪、各種齒輪和繩索的基礎上，只要在車
開始運動時將車上木人手指南方，其後「車雖回運而
手常指南」。三國時馬鈞是第一個成功地製造指南車
的人。《宋史‧輿服志》則詳細地記載了燕肅和吳德
仁所造指南車的結構和技術規範，成為世界史上最寶
貴的工程學文獻。
燕肅的指南車是一輛雙輪獨轅車，車上立一木人，伸
臂指南。車中，除兩個沿地面滾動的足輪(即車輪)外，
尚有大小不同的7個齒輪。《宋史‧輿服志》分別記載
了這些齒輪的直徑或圓周以及其中一些齒輪的齒距與齒
數。由齒數、轉動數，並保證木人指南的目的，可見古
人掌握了關於齒輪匹配的力學知識和控制齒輪離合的方
法。車輪轉動，帶動附於其上的垂直齒輪 (稱「附輪」
或「附立足子輪」) ，該附輪又使與其嚙合的小平輪轉
動，小平輪帶動中心大平輪。指南木人的立軸就裝在大
平輪中心。當車轉彎時，只要操作車上離合裝置，即竹
繩、滑輪(分別居於車左或車右的小輪) 和鐵墜子，就可
以控制大平輪的轉動，從而使木人指向不變，例如，當
車向右轉彎，則其前轅向右，後轅必向左。此時只要將
繞過滑輪的後轅端繩索提起，使左小平輪下落，從而與
大平輪離開；同時使右小平輪上升，從而與大平輪嚙合
，大平輪就隨右小平輪而逆轉。由於各個齒輪匹配合理
，車輪轉向的弧度與大平輪逆轉弧度相同，故木人指向
不變。
其後，吳德仁鑒於燕肅所製的指南車不能轉大彎，否則
指向就失靈這一大缺點，重新設計製作指南車。吳德仁
指南車基本原理與燕肅一致，只是在附設裝置方面較為
複雜。他的車分上下兩層。上層除木人指南外，繞木人
還有二隻龜、四隻鶴和四個童子。上層13個相互嚙合的
齒輪就是為它們設的。下層的齒輪裝置與結構如前所述
，是他發明了繩輪離合裝置，以保證車轉大彎也不影響
木人指向。
李約瑟博士在對指南車的差動齒輪作詳細研究後指出：
無論如何，指南車是人類歷史上第一架有共協穩定的機
械 (homoeostatic machine) ；當駕車人與車輛成一整體看
待時，它就是第一部摹控機械。
