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機器人專題報導（一）：機器人發展與趨勢

105/01/26 17028

劉珈均｜泛科學

醫院手術檯前有機器人協助醫師劃開創口，幼稚園有機器人帶小朋友做健康操，幾千萬公里外的火星有機器人為我們採集樣本，未來運動場上可能有機器人隊伍與人類比世界盃足球賽……機器人已漸漸紮根進入人類生活。

簡單回顧機器人發展軌跡：1956全世界第一家機器人製造公司優尼梅生（Unimation Inc）成立，推出首部工業機械手臂「Unimate」；1966史丹佛大學研發首座可以感知周遭環境、避開障礙物的機器人「Shakey」；1973日本一橋大學研發第一個人形機器人；1991第一台手術專用機器人「Probot」問世，用於前列腺切除手術；1997年NASA將拓荒者號送上火星；2000大眾看著ASIMO 踏出第一步；2003年iRobot公司推出家用掃地機器人「Roomba」，至今銷售超過一千萬台；2012年，耶魯大學打造了第一台能通過鏡像測驗的機器人Nick，踏出自我意識機器人的第一步。

半世紀多以來，機器人從科幻故事走入真實生活；下個世紀，機器人還有哪些「潛能」？

變形金剛屬外星人、鋼鐵人是盔甲　機器人到底是什麼？

「robot」一詞要追溯到1920年捷克劇作家卡羅˙查別克（Karel Čapek）的舞台劇「羅森的全能機器人（Rossum’s Universal Robots ）」，劇中主角以有機合成物製成「robota（捷克文苦工、勞役之意）」，起初這些仿人類外表的機器人樂意為人類服務，但後來起而反抗，導致人類滅亡。

「機器人」一詞易誤導大眾的初始想像，其實多數機器人並不為人型（也不必為人型），除了工廠中常見的機械臂，Google自走車、膠囊內視鏡這些傑作其實都是機器人（後者相當於縮小的自主潛水艇）。

回到根本問題，機器人是什麼呢？國際機器人協會（International Federation of Robotics, IFR）採用國際標準局（International Organization for Standardization, ISO）定義，機器人是可重複編程、自動控制的多功能多軸結構。而學界一般認為機器人要兼具兩項特質：可移動性（mobility）與自主性（autonomy）。

「自主性跟人工智慧不太一樣，自主性涵蓋智慧，是指機器能感應環境，偵測外界變化，並作出反應。」交通大學電機工程系教授楊谷洋解釋，聰明但不會動的機器（例如桌上型電腦）並不算機器人；同樣的，可移動但缺乏自主性的機器（例如汽車），同樣不屬機器人。

但「可移動性」與「自主性」無明確量表或界線，機器人並沒有一個滿足所有人的標準，學界對於一些發明是否算機器人也有所爭議，例如有人就認為常見的掃地機器人Roomba不夠聰明，不屬於機器人一族。工業機器人先驅、Unimation創辦人之一恩格伯格（Joseph Engelberger）則乾脆地說：「我無法為機器人下定義，但我看到時，我知道是它。」

楊谷洋笑著說，好萊塢電影塑造了許多機器人意象，談到機器人電影，許多人心中大概會浮現《鋼鐵人》與《變形金剛》，但就定義而言，鋼鐵人是披著盔甲的人類，變形金剛則是「外星生命」，具有機器人外型的外星人吵架吵到地球來。

和機器人成為生活的快樂夥伴?

喜劇卡通影集《飛出個未來》（Futurama）描述西元3000年時人類與機器人共存的世界，比爾蓋茲（Bill Gates）也預測未來家家都有機器人，一如家家戶戶都有一部電腦。但機器人要進到家中需要什麼條件搭配？目前機器人使用情況又是如何？

台灣大學智慧機器人及自動化國際中心研究主任羅仁權說，機器人大致可分為工業型機器人、服務型機器人與特殊用途機器人。以全球數量而言，工業機器人約占70%，一般常見為六軸（小於三軸就不算機器人，只是工作機具）；服務型機器人約占20%，可想成是進入家戶、醫院、購物商場的機器人等（例如Roomba），機器人競賽的機器人也屬於此類；特殊用途機器人用於勘災救災或軍事用途如探查管線與地雷、潛入深海，約占5%至10%。

「服務型機器人的比例會繼續增加。」羅仁權說，政策與社會結構也會影響機器人發展，如日本限制軍事研究，服務型機器人發展便特別蓬勃；少子化與高齡化之下，才規劃以機器人遞補生產線人力，「原本一項工作需要三個人，但第三個人已經不好找了，這些工作也需要訓練，『2+1』那個1難找又技術不穩，就用機器人。」

目前絕多數機器人為工業用，少數進入醫療領域，工廠與醫院皆為環境高度受控的場域，井然有序，適合機器人運作。家用機器人尚不普及的一大原因便是安全考量，「你放心讓機器人去廚房拿菜刀切菜嗎？機器人也不是故意的，但它就弄掉了什麼家具，或勾到電線走火。」楊谷洋解釋，機器人要大舉進駐人類生活，也需要建構適當的環境去配合機器人，一如先前我們為了迎接汽車而大幅改變了生活環境與習慣，接下來就看我們認為是否值得為了機器人而改變。

比起機器人進廚房，眼下似乎有更多人對機器人進入職場感到不安，特別是媒體常常以「最可能被機器人搶飯碗」的框架包裝機器人報導。羅仁權說，某些職位可能因此被取代，「但也創造了一些新的工作，像工程師、機器人租賃與維修服務。」至於社會結構、財富分配、第一線勞工再訓練等問題已超出科學範疇，偏向社會學範圍。他提醒科技與社會的關係值得思考，若有朝一日人工智慧比人類突出太多，雇主偏好使用機器人而不聘雇人類，可能加劇貧富差距。

下個世紀的機器人

機器學習（Machine Learning）讓機器人學得更快，電腦能由資訊中累積的經驗自我進步，機器人有能力分析、找出規則、預測下一步。

歐盟有個自2010年起始為期四年的國際計畫「RoboEarth」，身兼歐盟計劃審查委員的羅仁權也審過這計劃，他說這計劃最重要在於整合，結合了雲端運算、大數據、消息傳遞系統。RoboEarth建構平台讓機器人共享資訊並互相學習，當一組機器人合作執行任務時，能從共享的雲端資料庫上傳與下載數據（例如地圖、任務內容與動作指令、物體辨認模型）與工作進度。例如，A機器人描繪出醫院地圖後上傳，其他機器人便可直接下載該地圖，毋須重複編程執行此動作，其他工作以此類推，機器人可迅速分工合作，研究人員形容此計劃為「機器人的維基百科」。

機器人聰明，但身體還跟不上腦袋，此限制稱為摩拉維克弔詭（Moravec Paradox），因為機構和感測器配合地還不夠靈巧，機器人「聰明」卻四肢不發達，機器人可在智力競賽打敗人類，但對於怎麼拿取一個馬克杯毫無頭緒，行走運動很笨拙，更無法「辨識」物品，「這現象現在仍存在，得等以後感測器跟材料學跟上來。或許仿生機器人發展有可能打破這點。」羅仁權說。羅仁權說，少子化與高齡化之下，「人機協同」是機器人發展的必然趨勢；另一方面則是與其他科技匯流，「雲端」連結使用者的端點有PC、平板電腦、智慧型手機、Google TV，「我認為機器人就是接下來第五個端點，而且其它端點的功能都可以放到機器人身上！」一如比爾蓋茲的生動描述：「個人電腦即將起身走下書桌，讓我們能夠看到、聽到、摸到、並且操控另一個地方的物件。」（本文由科技部補助「新媒體科普傳播實作計畫-智慧生活與前沿科技科普知識教育推廣」執行團隊撰稿）

責任編輯：鄭國威
審校：劉珈均

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