01.27 機器人極簡編年史

古代機器人

机器人极简编年史
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指南車

指南車是一種指示方向的裝置,由齒輪系統構成。不管指南車向何方行駛,車上所立木人的手指永遠指向南方。

三國時期,魏國的馬鈞利用差動齒輪的原理製成了指南車。

南北朝時期,祖沖之對指南車構造進行了改良,內部機件全部改為銅製,改良版運轉靈活、指向準確且更加堅固耐用。

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計時器

沉箭壺

大約在夏商時期,古人們創造出了“沉箭壺”。“沉箭壺”是一隻盛水的銅壺,在壺的底部有一個小洞,一根有刻度的標杆豎立在壺中,刻度部分浮於水面上。當水從小洞慢慢流出時,人們就可以根據標杆上對應的水位刻度來判斷時間。

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漢代漏壺(左)和“浮箭壺”(右)

多級漏壺

多級漏壺出現於東漢初年,晉代出現三隻一套的出水壺,唐初的呂才設計了四隻一套的壺。公元1400年左右,古巴比倫使用洩水型漏壺進行時間計量,原理類似“沉箭壺”。公元前270年,古希臘發明家特西比烏斯改進了漏壺,並採用人物造型的指針指示時間。

浮箭壺

為提高計時精度,後來人們又發明了“浮箭壺”。其結構原理為:三個漏壺被放在不同高度的平面上,最下面放一個接水壺,有刻度的標杆便放在這個水壺中。使用時,水從最上面的壺依次流到中間和下面的漏壺中,最後流入下面的接水壺,標杆上顯示對於的刻度。

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水運儀象臺

北宋蘇頌等人研了“水運儀象臺”,是集觀測和演示天象測時和報時於一體的綜合性觀測儀器,利用了水力驅動和機械傳動原理。

盂漏

盂漏誕生於唐朝,製造使用原理是:在一個銅盂的底部穿一個小洞,把它放在水上,從洞中湧入盂裡,盂裡的水滿到一定的程度,就會沉下去。於是,取出盂,倒掉水,再重複使用。盂漏製作工藝簡單、成本低廉,因此成為古代人們最常用的計時器。

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自動玩偶

唐朝時期出現了很多新奇獨特的機器人或機器玩具。唐人張鷟(zhuo)在他的《朝野僉載》中記載:“刻木為人,衣以繒彩,酌酒行觴,皆有次第。又作妓女,唱歌吹笙,皆能應節。飲不盡,則木小兒不肯把杯,飲未霓,則木妓女歌管連理催,人莫測其神妙。”

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機器武士

歐洲文藝復興時期的傑出代表萊昂納多·達·芬奇設計了一款機器人,它以木頭、金屬和皮革作為外殼,以齒輪為驅動裝置,可以坐下或站立,同時頭部和胳膊也可轉動。後來一些意大利科學家根據達·芬奇留下的草圖製成了“機器武士”,依靠風和水力驅動。

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土耳其機器人

匈牙利男爵沃爾夫岡·馮·肯佩倫於1770年建造了一個坐在大機箱前的木製機器人,被稱為“土耳其機器人”,它的本領是通過複雜的齒輪和槓桿系統來移動棋子,與人下國際象棋,且“戰無不勝”。不過,最終騙局被揭穿,原來機箱裡藏了一名象棋高手,通過磁鐵系統來跟蹤對手的出棋並移動自己的棋子。

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自動玩偶

1768-1774年,瑞士鐘錶匠皮埃爾·雅奎特·德羅茲和他的兩個兒子製造出三個惟妙惟肖的自動玩偶,分別是“寫字機器人”、“繪圖機器人”和“演奏機器人”。

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機器時代

18世紀60年代

工業革命使歐洲各國完成了從工場手工業向機器大工業的過渡,進而使人類跨入了機器時代。

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1801年

法國絲綢織工兼發明家約瑟夫·雅卡爾發明了一臺可以通過穿孔卡片控制的自動織機。

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1822年




英國發明家查爾斯·巴貝奇設計出了差分機,這是人類歷史上最早的可編程機械裝置。操作人員通過搖動手柄驅動機器運轉,按照預先設定的程序,可以計算出多項式的分佈表。根據設計圖,倫敦科學博物館於1991年製造出了這臺機器。

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現代機器人

20世紀40年代

美國建立了原子能實驗室,但室內核輻射環境對人體傷害較大,在此背景下,美國原子能委員會的阿爾貢研究所於1947年開發了遙控機械手,隨後又在1948年開發出了機械耦合的主從機械手。

1952年

美國帕森斯公司製造了一臺由大型立式仿形銑床改裝而成的三座標數控銑床。憑藉自動化和零部件技術的研究積累,第二代機器人登上了歷史舞臺。

1954年

美國人喬治·沃爾德製造出世界上第一臺可編程的機械手。

1958年

被譽為“機器人之父”的美國人約瑟夫·恩格爾伯格創建了世界上第一家機器人公司——Unimation。

1962年

Unimation公司的第一臺機器人產品Unimate問世。同年,美國機床鑄造公司也研製出了Versatran機器人。

在機器人技術的研發過程中,人們嘗試利用傳感器提高機器人的可操作性,具備感知功能的第三代智能機器人漸成研發熱點。

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1968年




美國斯坦福國際研究所成功研製出移動式機器人Shakey,它是世界上第一臺帶有人工智能的機器人,能夠自主進行感知、環境建模、行為規劃等任務。

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1980年

被稱為日本“機器人普及元年“,1980年日本已成為名副其實的”機器人王國“。

1988年

日本東京電力公司開發出具有初步自主越障功能的巡檢機器人,可依靠內嵌的輸電線路結構參數進行運動行為的自主規劃。

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1999年

日本索尼公司推出了犬型寵物機器人”愛寶“。

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