“机器人之父”恩格尔伯格

  Joseph F·Engelberger），1925年7月26日生于纽约。2015年12月1日，在Connecticut的家中安然离世，享年90岁。恩格尔伯格创造出世界上第一个工业级机器人和第一个服务级机器人，使科幻变成了现实。

  机器人（Robot）是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的机器。是一种可编程和多功能的操作机，或为了执行不同的任务而具有可用电脑改变和可编程动作的专门系统。并且现代机器人已经具备一些与人或生物相似的智能能力，如感知能力、规划能力、动作能力和协同能力，是一种具有高度灵活性的自动化机器。机器人技术的本质是感知、决策、行动和的结合，由执行机构、驱动装置、检测装置和控制系统和复杂机械等组成。

  虽然没有亲身从事所有开创性工作，但恩格尔伯格的成就彻底改变了现代工业和汽车制造的生产过程，并继续在服务机器人的研发中发挥作用。美国机器人行业协会在声明中表示：“因为Joe，机器人成了一个全球性产业。他超越了自己的时代，早先于几十年前就预见了机器人。”“你认为机器人能做到这一点吗？”恩格尔伯格的这一问题激励着许多的研究人员，他们一起让机器人推广至全球应用。鉴于恩格尔伯格的贡献，伦敦《星期日》将他评为“20世纪最伟大的1000名创造者”之一。

  下面我们就来看看恩格尔伯格的人物小传吧，感受几十年前一个超级极客兼先锋企业家的机器人人生。

  恩格尔伯格1925年7月26日生于纽约布鲁克林的一个德国移民家庭。先后获得哥伦比亚大学物理学士和电子工程硕士学位。按现在的说法，是个超级geek。

  1950年，恩格尔伯格读到了阿西莫夫（Isaac Asimov）的小说集《我，机器人》（I，Robot），大受启发，萌生了制造机器人的想法。阿西莫夫是恩格尔伯格的哥伦比亚的学长，美国著名科幻小说家、科普作家、文学评论家，美国科幻小说黄金时代的代表人物之一。他的《机器人系列》，被誉为“科幻圣经 ”，他提出的“”被称为“现代机器人学的基石”。

  在1956年的一场鸡尾酒会上，恩格尔伯格遇到了发明家兼投资家工程师和投资家德沃尔（George C. Devol），谈到德沃尔刚申请的一个专利，叫做“可编程的用于移动物体的设备”（Programmed ArticleTransfer），该专利的要点是借助伺服技术控制机器人的关节，利用人手对机器人进行动作示教，机器人能实现动作的记录和再现。（这就是所谓的“示教再现机器人”，现有的机器人差不多都采用这种控制方式）

  恩格尔伯格瞬间想到，“这个设备发明不就是阿西莫夫所说的机器人吗？”谈话中两个人发现，他们都对阿西莫夫机器人哲学理论特别感兴趣，于是一拍即合，决定合作创立一家生产机器人的公司，当时主要目的是将机器人用于生产制造中，尤其主要承担高危作业。

  两人的公司命名为Unimation，意为“自动化单位”，1958年公司正式运作，并在之后研制出了世界上第一台工业机器人“UNIMATE”。

  它的控制方式与数控机床大致相似，但外形特征迥异，主要由类似人的手和臂组成，可自动完成搬运等工作。

  恩格尔伯格和德沃尔从成立公司之初就清楚的意识到，当时的机器人的研发成本很高，只有大公司才买得起，于是他们把研发重点定位在为重型制造业提供帮助，他们把目标客户对准了当时美国最大的制造业企业之一——通用汽车公司。因为之前从来没有接触过这种设备，通用公司将信将疑。经过不断地游说，1961年，通用汽车才勉强答应装一台试试，为了打开市场，Unimation的机器人成本是6万美元一台，但是跟通用公司只以2.5万美元成交，通用公司非常不耐烦地说，多一个硬币都不会买了。

  通用试装了这台机器人才发现，工业机器人在生产线上的作用十分突出，动作精准、不需要中间休息而且能够无风险完成通用公司一直头疼的大型焊接中产生的高温高危作业问题。于是通用开始订购更多的机器人，安装在全美所有的工厂，并将这种工业机器人的工作范围扩展到焊接、油漆、粘合以及装配等很多环节。通用没有预料到的是，正是这项工业机器人技术的使用，使得自己取得了自动化生产流程的关键性突破，进而完成了整个生产线的自动化升级，从而从根本上巩固和扩大了行业龙头地位。于是其他制造业企业纷纷跟进，将机器人用于自家的流水线，Unimation公司瞬时间订单如潮水般用来，所有的生产线开足马力也难以应付这么多的需求了。

  美国机器人协会后来评价，恩格尔伯格的这个发明“彻底改变了现代工业和汽车制造的流程。”同时，这个发明也为他带来了巨大的财富和荣誉。

  就在工业机器人被认可的同时，上世纪60年代，恰逢现代工业革命达到了顶峰，阿波罗计划把人类送上了月球，整个美国对新技术、新设备充满了极大的热情、兴趣和自信。1966年，最热门的晚间谈话节目把Unimation机器人请上了电视，对着当时全美300万电视观众，Unimation机器人表演起了发高尔夫球、倒啤酒、挥舞指挥棒和拉手风琴，全美观众看后狂热不已，恩格尔伯格于是也一举成名。请他演讲的邀约一时间跟他公司机器人的订单一样，纷至沓来。

  日本也请恩格尔伯格到东京演讲，川崎重工引进了Unimation机器人手臂。这个事件对日本的重工业制造后来产生了深远的影响。后来通过不断引进美国机器人先进技术和自身的深入研究，日本超过了美国成为“机器人王国”。而恩格尔伯格在这个整体过程中起到了非常重要的作用，他在日本的知名度甚至比在美国还要大。

  1983年，在世界第一台机器人Unimation机器人运行了10万个小时之后，光荣退役，被送进了历史博物馆，恩格尔伯格本人也已经入选了美国工程院（National Academy of Engineering）院士。全世界处于作业状态的机器人已超过300万个。

  就在工业机器人销售日渐火爆的时候，恩格尔伯格和他的同事们毅然将Unimation公司以1.07亿美元，卖给了西屋公司，退出了工业机器人领域，创建了TRC公司，开始研制服务机器人。

  因为恩格尔伯格认为，服务机器人与人们生活密切相关，服务机器人的应用将不断改善人们的生活质量，这也正是人们所追求的目标。一旦服务机器人像其它机电产品一样被人们所接受，走进千家万户，其市场将不可限量。

  恩格尔伯格创建的TRC公司供医院使用的“护士助手”机器人，是世界上第一个服务业机器人HelpMate，它于1985年开始研制，1988年推出，1990年开始出售。这款产品，不出恩格尔伯格的预料，在市场上受到很大欢迎，于世界各国几十家医院投入使用。由于对“护士助手”的市场前景看好，他又专门成立了“护士助手”机器人公司并担任主席。

  具体而言，“护士助手”是自主式机器人，它不需要有线制导，也不需要事先作计划，一旦编好程序，它随时可以完成以下各项任务：运送医疗器材和设备，为病人送饭，送病历、报表及信件，运送药品，运送试验样品及试验结果，在医院内部送邮件及包裹。

  该机器人由行走部分、行驶控制器及大量的传感器组成。机器人可以在医院中自由行动，其速度为0.7米/秒左右。机器人中装有医院的建筑物地图，在确定目的地后机器人利用航线推算法自主地沿走廊导航，由结构光视觉传感器及全方位超声波传感器可以探测静止或运动物体，并对航线进行修正。它的全方位触觉传感器保证机器人不会与人和物相碰。车轮上的编码器测量它行驶过的距离。在走廊中，机器人利用墙角确定自己的位置，而在病房等较大的空间时，它可利用天花板上的反射带，通过向上观察的传感器帮助定位。需要时它还可以开门。在多层建筑物中，它可以给载人电梯打电话，并进入电梯到所要到的楼层。紧急情况下，例如某一外科医生及其病人使用电梯时，机器人可以停下来，让开路，2分钟后它重新启动继续前进。通过“护士助手”上的菜单可以选择多个目的地，机器人有较大的荧光屏及用户友好的音响装置，用户使用起来迅捷方便。

  恩格尔伯格对整个服务级机器人的行业技术雄心勃勃，对市场发展前景充满信心，他经常在各种场合教父般地告诉大家，“家用机器人比工业机器人有更广阔的市场前景。”“机器人在未来一定无处不在”。他从根本上更想作为“家用机器人之父”而为人们所认识，但是天不假年，2015年12月1日，在Connecticut的家中安然离世，享年90岁。

  在21世纪的今天，恩格尔伯格毕生热爱的机器人产业，进入了空间的发展期，模块化、平台统一化的趋势越来越明显。应用范围不断突破限制，由95%的工业应用扩展到更多领域的非工业应用，比如做手术、采摘水果、剪枝、巷道掘进、侦查、排雷，还有空间机器人、潜海机器人，只要能想到的，就可以去创造并实现。机器人的智能化也正在进行突飞猛进的发展，不仅机器人可以通过诸如摄像机、图像传感器、超声波传成器、激光器、导电橡胶、压电元件、气动元件、行程开关等机电元器件能够感应外部信息和内部信息，还能够理解，用人类语言同操作者对话，在它自身的“意识”中单独形成了一种使它得以“生存”的外界环境——实际情况的详尽模式，它能分析出现的情况，能调整自己的动作以达到操作者所提出的全部要求，能拟定所希望的动作，并在信息不充分的情况下和环境迅速变化的条件下完成这些动作。

  它可以从事判断、逻辑分析、理解、决策等方面的智力活动，实则是一种信息处理功能。也就是说，“自主型机器人” 在设计制作之后，无需人的干预，能够在各种环境下自动完成各项拟人任务，可以实时识别和测量周围的物体，根据环境的变化，调节自身的参数，调整动作策略以及处理紧急情况。机器人已经可以与人、与外部环境以及与其他机器人之间进行信息的交流。并可以根据外界条件的变化和与外界的交流情况的反馈，在一定范围内自行修改程序，并且修改程序的原则不是由人规定的，而是机器人自己通过学习的，具体而言，对于这种自我学习的机器人，当你给它一个任务以后，它可以不断的学习，学习再学习之后它可以超越人类所能达到的极限。而且这种机器人已经拥有一定的自动规划能力，能够自己安排自己的工作，又称“自律机器人”。也就是说机器人已经开始明显具有人工智能的特征。AlphaGo大战李世石就是一个标志。

  随着驱动器控制、传感器数据融合、、、神经网络等许多方面的实质性进展，这种趋势将更加明显和深入。

  尽管计算机技术飞速发展，今日以人工智能为主导特征的新机器人行业却仍面对着与以往同样的指责：制造失业甚至将人类变成机器的奴隶。但恩格尔伯格却并不这样认为，他坚定相信机器人可以将工人从危险、枯燥的工作中剥离，它们不仅不会抢走人类的饭碗，而是让人类的工作更有意义，生活得更好。“机器人之父”恩格尔伯格在不同场合总喜欢的一句提问，“你认为机器人能做到这一点吗？”一直激励着人们勇于突破极限，不断探索和实践，力求将机器人理论实用化以持续增加人类福祉。