《北大互联网法律通讯 》（一）机器人 - 历史性的综述

翁岳暄
北京大学法学院

机器人（Robot）一词最早来自捷克小说家卡雷尔?恰佩克（Karel Capek）在1920年发表的戏曲小说R.U.R (Rossum’s Universal Robots) [1]。 Robot一词在捷克语指“强制劳动”与“无聊的工作”, 在斯洛文尼亚语则指“劳动者” [2]。 R.U.R 内容描述人类将无感情、持续重复动作的机器工人投入生产活动, 并且从劳动中获得解放, 但这些机器工人后来却获得智能并发起革命向人类社会进行反扑。

在R.U.R之前西方文学对于机器人/人造人已经有许多关注和讨论，公元前8世纪古希腊诗人荷马（Homer）《伊里亚特》史诗中曾经描述“锻造之神”赫淮斯托斯（Hephaestus）制造出协助工作的人型机械-“黄金打造的侍女机器人”以及可自由行动的“三脚机器人”等情节 [3] ; 公元前3世纪希腊神话出现守护克里特岛的青铜巨人“塔罗斯（Talos）”之描述 [4]。 罗马诗人奥维德（Publius Ovidius Naso）在公元8年所著的《变形记》 [5] 里面则提到希腊神话中一位雕刻家皮格马利翁（Pygmalion）爱上了自己所刻出的雕像并给雕像取名为加拉忒亚（Gelatea），最后基于爱神维纳斯对皮格马利翁的同情而赋予雕像生命。希腊罗马时代对于自动机械除了文学幻想外也有不少的实践, 例如古希腊数学家海伦（Heron Alexandria）自行开发出“蒸汽汽转球（Aeolipile）”，并尝试利用虹吸原理开发出“神殿自动门”以及“圣水自动贩卖机”等装置。此外，根据《三国志?魏书》记载，中国古代有史料可考的“指南车”乃由魏国工匠马钧在公元235年打造而成 [6]，指南车采用差动齿轮装置并不涉及磁极的使用，车上小人手指方向始终保持南向。

15世纪发条弹簧的发明并用作钟表稳定的动力源，使得钟表装置在文艺复兴时期获得了快速发展，值得关注的是欧洲在16至18世纪之间逐渐由附属在时钟之下的巧匠技艺独立出来形成所谓的“自动机（Automata）” [7] [8] ，在欧洲贵族与上流阶层里曾经蔚为风行。1738年法国纺织技师雅克?沃康松（Jacques de Vaucanson）在巴黎科学学会中发表了“吹笛小童”、 “击鼓少年”、“机械鸭”等作品，其中机械鸭细微地模仿鸭子的生理构造，可以展现行走、转向、甚至消化排泄等机能 [9]。 1773年瑞士钟表工匠皮埃尔?雅克-德罗（Pierre Jaquet-Droz）与亨利-路易斯?雅克-德罗（Henri-Louis Jaquet-Droz）父子发明的自动人偶则可以模拟人类写字、画画、弹风琴等动作 [10]。

和欧洲的自动机不同, 日本的“活动机关人偶 (からくり)” [11] 应用面更加广泛，除了武士贵族阶层之外，在一般庶民社会里也可看到用于大众艺术木偶剧的活动机关人偶。1796年有“からくり半蔵”之稱的细川（半藏）赖直（Hosokawa Hanzo Yorinao）所著的《机巧图彙》 [12] 揭示了包含“端茶人偶（茶運び人形）”在内的9种活动机关人偶之详细设计说明。早稻田大学机器人学教授菅野重树（Shigeki Sugano）认为虽然兴起的时代类似，但日本活动机关人偶与欧洲的自动机仍然存在根本性差异，而这种差异性在于“设计思想的不同”。菅野指出自动机所追求的目标在于设计出能精确模仿人物动作的机械，例如雅克?沃康松的机械鸭能模仿鸭子的消化与排泄动作，雅克-德罗父子的自动人偶则透过胸部动作表现出一种拟人的紧张感；但另一方面，日本的活动机关人偶对于其动作则采取抽象的表现。江户时期“からくり仪右卫门”- 田中久重（Hisashige Tanaka）所制作的“拉弓童子（弓曳き童子）”便是一个代表性例子，该人偶脸部并无任何机关设置，但却能藉由人偶瞄准目标射出的动作巧妙地利用身体协调性与角度差异营造出神情的变化 [13]。 换句话说，活动机关人偶的设计思想是艺术导向的，并且与“能剧（Noh）”透过面具来抽象诠释感情的表现方法有相似之处。

自动机出现的时期欧洲正处于科学革命，许多新思想与认知也在这个时代逐一涌现。1543年医师、解剖学家安德雷亚斯?维萨里（Andreas van Wesel）出版《人体的构造》（De humani corporis fabrica）一书，正确的人体构造信息和详尽的插图使该书成为人体构造学的奠基之作。之后1628年英国医生威廉?哈维（William Harvey）发表《关于动物心脏与血液运动的解剖研究》 [14]， 推翻过去医学对于血液循环的错误认知。而哲学也受到这些现象的影响，进而在17世纪兴起了探究人类与机械两者差异性的思考，其中最具代表性的便是勒内?笛卡儿（Ren? Descartes）的“心物二元论（Mind Body Dualism）” [15]。 笛卡儿认为人是由灵魂与身体两个部分组成，这也是人与动物本质上的不同之处，人类有灵魂同时属于物质世界 [16]，而动物没有灵魂只属于物质世界。 相较于笛卡儿的“动物是机械”主张，18世纪法国哲学家朱利安?奥佛雷?拉美特利（Julien Offray de La Mettrie）则提倡“人是机械”的唯物一元论，他认为物质本身包含一种运动能力，它是感觉、思维、良知产生的根据。拉美特利1747年发表的《人是机械》（L’Homme-machine）书中亦明确指出运动的物质能够产生有生命的生物、有感觉的动物和有理性的人 [17] 。 从拉美特利的一元论观点来看人类与动物并无差异，都可以视为一种有机的机械。

历经17世纪与18世纪“动物是机械”以及“人是机械”的哲学思辨后，19世纪西方社会开始出现了许多与机器人有关的文学或机械艺术作品，较具代表性的有英国小说家玛莉?雪莱（Mary Shelley）在1818年所著的《科学怪人》（Frankenstein; or, The Modern Prometheus）[18] ，约翰?沃尔夫冈?冯?歌德（Johann Wolfgang von Goethe）在1831年发表的《浮士德》（Faust）[19] ，卡洛?科罗狄(Carlo Collodi) 在1883年出版的《木偶奇遇记》(Le Avventure Di Pinocchio) [20]，法国作家奥古斯特?维里耶?德?利尔-阿达姆（Auguste Villiers de l'Isle-Adam）在1886年出版《未来的夏娃》(L’Eve Future) [21]，乔治?摩尔（George Moore）在1893年制造了具代表性的机械艺术“蒸汽人（Steam Man）” 等 [22]。挪威文学家Jon Bing分析了许多西方社会中涉及人造人/自动机械等情节的文学作品，他将这些作品区分为三大类，分别是（1）“像机器的人（Machinelike Man）”；（2）“像人的机器（Manlike Machine）”与（3）“人机合体（Cyborg）”。若仅从剧情结果来看，近代西方文学作品对于人类-机器人的共存关系总是抱持怀疑态度的 [23]。

20世纪计算机科学的兴起对于机器人产生革命性的影响。1904年约翰?阿布罗斯?佛莱明（John Ambrose Fleming）发明二极电子管，成为早期计算机所需的电子组件。1936年亚兰?图灵（Alan Turing）在其论文 “On Computable Numbers With An Application To The Entscheidungsproblem”中正式提出“图灵机（Turing Machine）”计算模型的理论构想，并且影响后来被当代电子计算机设计所奉为圭臬的“冯?诺曼计算架构（von Neumann Architecture）” [24]。 紧接着世界第一部二进位数值电子计算机ABC - Atanasoff–Berry Computer则由Atanasoff与Berry于1942年在美国爱荷华州立大学（Iowa State University）（当时为爱荷华州立学院）开发而成，这对于工业自动化产生直接的影响。1952年麻省理工学院实现了对工作机械的数值控制（NC），紧接着也开始了机器人的商业化进程，1954年George Devol以“工业机器人”申请专利，并且在2年后George Devol和Joseph F?Engelberger合作成立Unimation机器人公司，并在1961年售出全世界第一部产业机器人“Unimate”。至于早期将电子计算机投入机器人智能研究，或可参考美国斯坦福国际咨询研究所（SRI International）在1966年至1972年间研发的“Shakey”，这是全世界第一部具备“智能-感知能力”的机器人，它依靠人工视觉，能够认识外在环境并且规划路径以车轮驱动行进 [25]。

1970年“日本机器人之父” - 早稻田大学教授加藤一郎（Ichiro Kato）联合早大理工学部四间研究室发起交叉学科的“早稻田人型机器人计划（WABOT Project）”（图1）并在1973年成功开发出全世界第一部具备感知能力的人型机器人WABOT-1 （WAseda roBOT-1）（图2）[26]。

WABOT-1上半身以1972年开发的WAM-4(Waseda Automatic Manipulator - 4)为基础，手腕具6个自由度，5支手指具备1个自由度，下半身双足则以1971年开发的WL-5（Waseda Leg - 5）基础，采用微计算机控制WL-5可以以静步行方式行进并变更方向，步行速度为45秒/步。WABOT-1人型机器人具备简单日语会话的对话能力，能以双足步行的方式移动，具有触觉的双手可以抓取物品，其电脑视觉机能可测定前方物品的方向和距离。

田近伸和（Nobokazu Tajika）表示自第二次世界大战后全世界对于机器人的研究可以区分为两大方向，一种是“作为道具的机器人”，另一种则是“打造出像人的机器人” [27]。 第一种方向是很直观的，也就是从利益衡量的功利角度思考究竟驱动器、传感器与中央处理器的组合能够变化出多少对人有益的工具，特别是把机器人用在3D：危险（Danger）、枯燥（Dull）、肮脏（Dirty）的应用；然而回顾过去的历史，人类始终没有放弃对于仿人机械的追求。MIT麻省理工学院人工智能实验室前所长Rodney Brooks教授指出人型机器人出现的理由有二：第一，它对人类来说是一种隐喻；第二，面对这种人型机械，人类自然而然地就知道如何与他们互动。 早稻田大学人型机器人研究所所长高西淳夫教授指出人类有一种模仿自己的倾向，从石器时代遗留下来的洞窟壁画上可发现有不少人的肖像画，除了壁画之外，用石雕、泥塑、木刻、布画、铸造等方式来呈现“人的形象”也十分常见，而这种倾向究极的结果就是打造出一个“完全的人”，只是手段上还尚未能够实现 [28] [29]。

参考资料
[1] Karel Capek (1920) Rossum?s Universal Robots, Available via http://preprints.readingroo.ms/RUR/rur.pdf (Accessed at February 1, 2014)
[2] 田近伸和（2001）未来のアトム, 東京：アスコム, pp. 25
[3] 同上, pp. 29-30
[4] 注：TALOS, Available via http://en.wikipedia.org/wiki/Talos (Accessed at February 1, 2014)
[5] Ovid (8) Metamorphoses, Available via http://en.wikipedia.org/wiki/Metamorphoses (Accessed at February 1, 2014)
[6] 晋?陈寿《三国志?魏书》卷二十九
[7] 注：Automaton, Available via http://en.wikipedia.org/wiki/Automaton (Accessed at February 1, 2014)
[8] 注：自动人形, Available via http://dic.nicovideo.jp/a/自动人形 (Accessed at February 1, 2014)
[9] 注：单数为Automaton
[10] 菅野重樹（2011）人が見た夢　ロボットの来た道, 東京：JIPM-S , pp. 24-27
[11] 注：“机关人偶”. Available via http://zh.wikipedia.org/wiki/机关人偶 (Accessed at February 1, 2014)
[12] 細川半蔵（1796）機巧図彙(からくりずい、きこうずい), 九州大学デジタルアーカイブAvailable via "http://record.museum.kyushu-u.ac.jp/(Accessed at October 16, 2013)
[13] 同 [46] , pp. 36
[14] William Harvey (1628) Exercitatio Anatomica de Motu Cordis et Sanguinis in Animalibus; English translation by Robert Wills (1909) On The Motion Of The Heart And Blood In Animals, Available via http://www.fordham.edu/halsall/mod/1628harvey-blood.asp (Accessed at February 1, 2014)
[15] Rolf Pfeifer, Josh Bongard着；俞文伟, 陈卫东, 杨建国, 许敏, 横井浩史, 金丹译 (2009) 身体的智能—智能科学新视角, 北京：科学出版社，PP. 4
[16] 注：Ren? Descartes, Available via http://en.wikipedia.org/wiki/Ren%C3%A9_Descartes (Accessed at February 1, 2014)
[17] Julien Offray de La Mettrie (1747) L?Homme-machine; English translation (1748) Man a Machine, Available via http://vserver1.cscs.lsa.umich.edu/~crshalizi/LaMettrie/Machine/ (Accessed at February 1, 2014)
[18] Mary Shelley (1818) Frankenstein; or, The Modern Prometheus, London: Lackington, Hughes, Harding, Mavor & Jones
[19] Johann Wolfgang von Goethe (1831) Faust; English translation by Bayard Taylor, Available via http://www2.hn.psu.edu/faculty/jmanis/goethe/goethe-faust.pdf (Accessed at February 1, 2014)
[20] Carlo Collodi (1883) Le Avventure Di Pinocchio, Available via http://www.gutenberg.org/ebooks/19517(Accessed at February 1, 2014)
[21] Auguste Villiers de l'Isle-Adam (1886) L?Eve Future, Available via http://www.gutenberg.org/files/26681/26681-h/26681-h.htm (Accessed at February 1, 2014)
[22] 注：George Moore (1893) Steam Man
[23] Jong Bing (2008) The riddle of the robots, J Int Commer Law Technol 3(3):197?206
[24] Alan Turing (1936) On Computable Numbers With An Application To The Entscheidungsproblem, Proc. Lond. Math. Soc. (2) 42, 230-265
[25] 注：Shakey, Available via http://www.ai.sri.com/shakey/ (Accessed at February 4, 2014)
[26] 小金沢鋼一、高西淳夫、菅野重樹編；加藤一郎発行（1985）“ワセダロボットの歩み”加藤研究室におけるバイオメカ二ズム研究, 早稲田大学理工学部機械工学科加藤一郎研究室; English translation: Development of Waseda Robot-The study of Biomechanisms at (the late) Kato Laboratory, Available via http://www.humanoid.waseda.ac.jp/booklet/katobook-j.html#top (Accessed at February 5, 2014)
[27] 田近伸和（2001）未来のアトム, 東京：アスコム, pp. 40-42
[28] Rodney Brooks著、蔡承志译 (2003) 我们都是机器人-人机合一的大时代,台北：究竟出版社, PP. 99
[29] 堀田純司（2008）人とロボットの秘密、東京：講談社, pp. 139
[30] 翁岳暄：《服务机器人安全监管问题初探—以开放组织风险为中心》, 北京大学法学院博士研究生学位论文, 2014年5月

《北京大学法学院博士论文》（2014）：
服务机器人安全监管问题初探: 以开放组织风险为中心 - 翁岳暄

《北大互联网法律通讯 》 机器人伦理特辑（2014）：
（一）机器人 - 历史性的综述 - 翁岳暄
（二）机器人科技，伦理与法律 - 翁岳暄
（三）军用机器人与战争 - 翁岳暄