半機器人

半機器人是一種“電子控制的有機體”，也就是說，一種一半是人，一半是機器的生物。人類和智慧型機械結合在一起，兼備兩者的優點，成為半機器人（Cyborg），這已經是現代科技發展的目標之一。日本科技發明“機器服（robot suit）”——HAL（Hybrid Assistive Limb，混合輔助肢體）終於在2008年10月開始進入量產階段，製造者是日本Cyberdyne公司，首批產品是下半身型的“HAL福利型”，只面向醫療護理、福利機構，由此“半機器人”將大量步入尋常生活。

基本介紹

發展傾向

機器人及其開發主體的多樣性，是當今機器人開發中值得注目的傾向。除了產業機器人以外，1985年筑波科學博覽會之前的機器人開發，均是以大學和研究機構所進行的小規模的基礎研究為主的。但是，2005年的愛知萬國博覽會顯示出，機器人的開發主體已經擴大到汽車廠商、家電產品廠商、以大學為母體的風險企業等。同時，人們還在積極探討產學合作這一開發形式的可能性。近年來機器人開發技術和經驗的積累，以及開發隊伍的擴大，無疑加快了日本的機器人開發向更高層次發展的步伐。

機器服

日本的機器人開發事業在呈現勃勃生機的同時，也面臨著一些現實問題，例如機器人技術的軍用問題，目前海外一些國家正在試圖把機器人技術用於軍事。21世紀的機器人開發，要求研究開發人員對自身研究的未來有一個理性認知。

產業機器人

產業機器人的開發，是有著明確的商業意圖的，因此，大學中的有關基礎研究，與工廠等作業現場的實用機器人技術有著直接的關聯，而所謂的機器人王國日本，也就是在這樣的基礎上誕生的，這個機器人王國的未來展望及戰略方向就是要成為世界頂級的機器人生產基地。人們也許會記得德國曾出過一本名為《Der Roboter》的書，書中有這么一幅諷刺性漫畫∶從日本的富士山噴出的機器人散布在世界各個角落。當時的日本，正如漫畫中所描述的，處在一個產業界、政府、學界聯手大舉開發實用機器人的時代。

到了20世紀90年代，產業機器人在技術開發上暫告一個段落，而後不久，開始出現了純粹追求新穎的所謂“作品機器人”。在那個時代，大多數的機器人開發者對於所開發的機器人將套用於什麼領域以及如何套用，或者說是如何使之成為一種有助於人類的技術並沒有明確的認識，並因此而沒能為繼產業機器人之後的機器人開發奠定一個新的概念。這裡所謂的新的機器人概念，指的是與人共存於同一生活空間的機器人。

新概念機器人

以往，機器人通常是在例如工廠等特定場合中進行作業的，但是，今後的機器人將要進入人的生活空間。與人類發生直接關係的機器人，當然在概念上與以往的機器人存在很大的差異，其原因就在於，前者是進化的產物，也就是說，一個單純作為自動機械的機器人，需要在與人的相互作用的過程中進化成為一種建立起人與技術之嶄新關係的機器人。

這種新概念機器人的開發所立足的，就是我們稱之為Cybernics的理論。Cybernics，即生物體機器人理論，這是一個新的學術領域，它以控制論、機械電子學和信息學為中心，融腦神經學、行為科學、機器人工學、心理學、生理學、信息技術等諸多科學為一體，該學科的主要目的在於研究如何提高、擴展和輔佐人體功能。這一學科的建立，將會形成一個新的機器人技術領域，它超越以往純機械的技術框架，人、生活空間、人類社會以及機器人信息系統等都將成為這一領域的重要組成部分。這就是筆者作為機器人研究開發者的思維方式。

首例誕生

一個“半機器人”誕生

2002年3月14日，46歲的英國雷丁大學控制論教授沃里克，在牛津的拉德克利夫醫院接受了一次手術。外科醫生用了兩小時的時間，將一枚邊長為3毫米的矽制晶片植入了沃里克左肘的皮膚下，晶片上100個頭髮絲粗細的電極與他手臂主神經相連，以接收神經衝動信號。他拿自己做實驗有一個嚴肅的目標，那就是幫助因脊髓受傷等原因而癱瘓的病人。他希望能通過對神經信號的研究，最終讓這些病人通過遠程控制恢復部分自身行動能力。沃里克說，手術非常成功，除了偶爾有些許刺痛感外沒有什麼其他不適。25日起，他的試驗進入了下一個重要階段：將體內的晶片與體外的一個信號收發裝置相連，由這個裝置將收集到的神經信號以無線電波的形式傳送給異地的計算機。　

沃里克解釋說，例如，當他想移動一個手指時，晶片就會接收到神經信號，並把它們傳給電腦。然後，電腦再將信號傳回他的手臂神經，看是否也能讓手指移動。據悉，類似的試驗以前只有美國科學家在貓和猴子的身上進行過，用於人體還是首次。按計畫，這次試驗將進行3個月。在接下來的過程中，研究人員將晶片、信號收發裝置和計算機把沃里克的神經系統與他妻子伊雷娜的神經系統相連，看沃里克移動手指所發出的神經信號能否讓伊雷娜的手指也動起來。他們甚至打算給沃里克體內晶片安上一個超音波感應器，希望以此讓沃里克得到類似蝙蝠的超音波探物能力。

變“超人”不再遙遠

沃里克18歲時受到一本科幻小說的啟發，投入了控制論的研究。他相信，自己的研究將給病人帶來生機，甚至可以讓普通人升級為“超人”。其實，早在14日的這次試驗之前，他已經被美國的《連線》雜誌稱為是世界上知名度最高的科學家之一了，這其中一個重要的原因就是他在1998年進行的第一次晶片植入試驗。

1998年8月24日，沃里克成功地將晶片植入自己手臂內獲得成功，從而成為世界上第一個體內攜帶晶片的人。晶片置於長23毫米、直徑3毫米的小型玻璃管內，管內除了矽晶片之外，還有電磁線圈。沃里克說，體內植入晶片後，人體可直接與計算機進行通信交流，完成各種操作。這項試驗持續了9天。在這段時間內，沃里克的生活異常神奇———大門在他面前會自動打開，電腦會向他問好，實驗室的燈也會隨他的出現而自動亮起。原來，他左臂中的晶片內含有64條指令，這些指令可通過特殊信號發出。感測器接收指令後傳入一台主控計算機。計算機便根據指令進行房門或電燈的開關，調節辦公室內溫度等操作。　

沃里克應邀前往新加坡的多個大學進行演講，對控制論的發展進行了進一步地大膽預測。他說：“連線人類和機器似乎是很自然的發展過程，這其中充滿了利用機器智慧創造超人的可能性。在短期內，許多醫學難題將因此而得到改善。從長期而言，這將提升人類的素質，增強我們的能力和提高我們的指揮。”沃里克舉例說，癱瘓病人未來將可以恢復行動能力；盲人可以通過體內的晶片像蝙蝠一樣感知障礙物，而不再依靠拐杖活動；普通人可以直接用電腦來思考，大大增強記憶能力。”

標新立異的沃里克也引發了眾人的爭論。2000年，他登上了美國《連線》雜誌的封面，還應邀在著名的英國皇家學院聖誕講座上發表演講。隨著他的聲望越來越高，批評他的聲浪也來勢如潮。去年2月，一些英國科技記者建立了一個名為“凱文·沃里克觀察”的網站，其主要內容是追蹤報導沃里克在媒體鏡頭前的各種活動，以此來取笑他們眼中的這個有“媒體癮”的“吹牛大王”。科技記者戴夫·格林說：“他是上鏡率最高的‘機器人學家’，但他的工作卻與機器人並無多大關聯。他預言機器人將在50年內統治人類，卻沒有給出有力的證明。他的想法總是很與眾不同，而他的論證卻總是空洞無物。”

蘇塞克斯大學計算神經學和機器人學中心的高級研究員英曼·哈維則說，沃里克從來沒有親自設計或製造過一個機器人，他所進行的在體內植入晶片的試驗也“沒有任何科學價值，完全只是為了引起媒體的注意而已”。面對這洶湧而來的批評之聲，沃里克顯得泰然自若。他說很喜歡“凱文·沃里克觀察”網站，經常在那裡尋找自己的照片。其中最令他滿意的就是該網站首頁上一張經過技術處理將他塑造成一個半人、半機器的怪物的照片。在談到他在自己身上植入晶片的試驗時，沃里克表示，這並非譁眾取寵，而是有著重大的科學意義的。他強調說，自己所發表的觀點僅僅是他個人的想法，他從來沒有將自己當作是整個機器人學領域的代言人。究竟孰是孰非，或許只有時間才能證明。

相關介紹

主導未來太空探索

美國國家航空航天博物館資深館長羅傑·勞恩尤斯和的學者霍華德·麥克迪指出，或許在其他恆星周圍發現類地行星才會激發太空探索的新鮮熱情。然而，現在人類和機器人仍不具備星完成星系探索之旅的能力，機器人缺乏智慧型動力和人類在太空任務中表現的適應性和機動性，同時人類也存在著缺點，人類在太空輻射下很容易受到傷害，此外還有人類衰老和太空旅行中可能出現的身體受傷意外事件等。

電影太空堡壘卡拉狄加

勞恩尤斯描述稱，“在提高自身科技性的過程中，你將變成一個半機器人：戴著眼鏡和助聽器、體內安裝心臟起搏器，以及髖關節置換器。”他和麥克迪指出美國宇航局前在上世紀60年代就開始研究半機器人技術。

半機器人普遍出現在科幻小說和影視作品中，在《太空堡壘卡拉狄加》連續劇中描述人類與像機器人一樣的Cylons進行著生存斗

背景

產業機器人時代始於20世紀70年代，自那時起，日本的機器人開發技術一直處在世界領先地位，今天，這一技術已經達到了世界最高水平。本田技研工業株式會社於1996年開發成功的人型機器人（即雙足直立行走機器人）P2機及其後續機阿莫西機器人（2000年），引起了社會對機器人開發的普遍關注。1999年，由索尼公司開發的寵物機器人AIBO進入消費市場，從而在事實上開始形成了一個機器人市場。在2005年舉辦的愛知萬國博覽會上，有達70種機器人在會場上登台亮相併進行各種操作 。

開發意圖

其實，所謂的生化電子人技術，不外是生物體機器人技術之一。 利用生物體機器人技術開發成功的HAL，是一種可穿在身上的機器人，故被稱為機器人服裝，它是世界上首創的人機一體型系統。HAL具有能按照人（即穿著者）的意志而動作的隨意制御功能，同時還具有機械性的自律制御功能，它使人的腦神經和筋骨系統與機器人成為一個整體結構，並作為人體的一部分發揮相應的功能。的身體是根據大腦向筋骨系統發出的運動指令而動作的，身體在動作的時候，會有微弱的生物電位信號溢出到皮膚的表面，HAL就是在測得皮膚表面的生物電位信號的同時，通過安在關節部位的動力裝置來發揮作用的。也就是說，人（即穿著者）的動作，如站立、坐下、行走、提重物等，都是由HAL所支持的。HAL形成一個外骨骼結構，承載著機械體以及攜帶物等負荷，因此，穿著者幾乎感覺不到重量，還能夠提起平時所提不動的重物。

電影中的半機器人

技術的進步擴展了人體功能，然而，人類是否會因技術的進步而捨棄自身進化呢？這是筆者常在深思的一個問題。但我們也可以這樣說，以先進的技術來補充人體功能，這正是HAL的開發意圖，正例如人類因為有了手機，便具有了隨時獲取遠方信息的能力。人類選擇了與技術共生存的道路，試圖以另一種形式來實現人類的自身進化。

那么，人類如何與技術共同生存和進化呢？這裡，有一個如何建立人類與技術的和諧、互依關係的課題，可以說，HAL的開發就是對這一課題的探討。

無論技術的利用如何具有人性意識，但如果不能建立人類與技術兩者之間的協調關係，很多技術是會遭到人類在心理上或生理上的拒絕和排斥的。科幻小說中出現的生化電子人，也許可稱其為是人與機器的結合體，在這個意義上，HAL可以說也是對生化電子人技術的一個挑戰，它試圖通過人與技術的一體化以及互依共存來擴展人體功能。