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什麼是機器人？追溯機器人技術的演變與未來

作者： Aswin S Babu 2025-04-03

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什麼是機器人？

我們都知道「機器人」一詞，並且在日常生活中常提及。但是我們真正瞭解這個詞的意思嗎？讓我們花點時間研究一下。機器人是否真的像我們所想的那麼簡單，還是說會挑戰我們的認知？

圖 1：由 AI 生成的人形機器人示意圖。(圖片來源：Aswin Babu)

從本質上來說，機器人是一種可編程的機械，能夠感測、處理資訊，並且能夠自主地或在一定程度的人員引導下執行各種任務。不同於傳統工具，機器人能適應環境，通常能處理重複性或危險的工作，讓我們能騰出時間做更具創造性的事情。許多人誤以為機器人都看起來像人類 (圖 1)，其實不然。我們後面再討論人形機器人，屆時這概念才會更清晰。

快速回顧：機器人技術的歷史

「robot (機器人)」一詞源自捷克語中的「Robota」，意指「強迫勞動」，最早來自 1921 年捷克作家卡雷爾·恰佩克的戲劇《羅梭的萬能工人》。然而「robotic (機器人的)」這個衍生詞則源於科幻小說家艾薩克·艾西莫夫，首度出現在他 1942 年出版的科幻小說《轉圈圈中。在這本小說中，介紹了艾西莫夫著名的機器人三大法則 (圖 2)。正如許多劃時代技術，機器人技術也受到了科幻虛構的啟發，將天馬行空的想像化為現實。

圖 2：機器人三大法則的示意圖。(圖片來源：Dreamstime.com)

機器人技術的一些重大突破

從虛構走入現實的第一步發生在工業革命期間；當時自動機械初步成形，旨在簡化重複性任務。自動機械的概念最遠可追溯至希臘神話，例如神話中的塔羅斯這個巨大的青銅自動機械。沃康松的機械鴨 (圖 3) 則是令人印象深刻的自動機械，它能像真正的鳥一樣搖搖擺擺地覓食、撿起並吞下種子。

圖 3：沃康松的機械鴨的內部結構。(圖片來源：Scientific American Volume 80 Number 03, January 1899)

1954 年，喬治·戴沃爾 (George Devol) 創造了第一台可編程機器人 Unimate (圖 4)，這是機器人技術史上的重大突破。Unimate 徹底改變製造業，對於汽車產業而言更是如此。

圖 4：1967 年，Unimate 機器人在為人類倒咖啡。(圖片來源：Wikipedia)

還記得 2000 年代初的 ASIMO (圖 5) 嗎？Honda 公司的這款人形機器人使我們更接近幻想中的科幻世界。除此之外，別忘了還有世界上第一位機器人公民索菲亞，2017 年沙烏地阿拉伯授予她公民權，此舉為機器人領域立下重要的里程碑。波士頓動力公司的 Atlas，是一個配有先進液壓系統和 28 個自由度的機器人，不僅擁有卓越的機動性，還展現出機器人在危險環境中予以協助的潛力。

圖 5：ASIMO 與歐巴馬總統一起踢足球。(圖片來源：Jim Watson/getty images)

Boston Dynamics 公司另一令人矚目的產品是 Spot (圖 6)，這架四足機器人具備強大的適應性和多功能性。現今，透過 AI 與機器學習，機器人可應付複雜環境、做出決策，甚至從經驗中學習。

圖 6：Boston Dynamics 公司的 Spot 機器人正在執行任務。(圖片來源：Boston Dynamics)

我們建造及使用的各類機器人

機器人不只是工業大塊頭或充滿未來感的概念，也是可以在我們的工作坊中打造的工具。以下簡單介紹幾種主要的機器人類型。

1. 工業機器人：工廠裡的主力，負責熔接、噴漆及組裝等任務。協作機器人 (cobot) 可安全地與人類共同作業，使製造過程更具彈性和安全。協作機器人有各種尺寸和能力，但大多屬於機械手臂一類 (圖 7)。如欲購買迷你版機械手臂，請參閱 AGILUS KR 6 R900-2 機器人套件。

圖 7：工業機械手臂正在組裝汽缸體。(圖片來源：Kuka Robotics)

2. 服務型機器人：從家用掃地機器人到手術輔助手臂，服務型機器人讓生活變得更輕鬆、高效率。在醫療領域，服務型機器人甚至能協助醫生進行精密的手術。達文西機器人手術系統可說是遠端操控機器人手術領域的先驅 (圖 8)。

圖 8：遠端操控機器人手術設備。(圖片來源：MADvertise/Shutterstock)

3. 移動型機器人：顧名思義，就是能移動的機器人！其中包括自主無人機、探測車、有輪子或腳的機器人；這些機器人能夠探索從倉庫到火星的各種嚴峻環境。不僅能橫跨陸地、水域、空中，還可在不同模式下運作，如手動遙控、半自主遙控 (可避開障礙物但受人類控制)、或完全自主導航模式。

自主移動機器人 (AMR) (圖 9) 可使用同時定位與建圖 (SLAM) 或其他地圖式導航技術等先進演算法自行移動。它們能感知障礙物，利用地圖找出最短路徑並繞過障礙物，從甲地移動到乙地，全程無需人為介入。甚至能搭載機械手臂或其他工具來操控周圍環境。請參閱自主移動機器人部落格或影片瞭解詳情。

圖 9：SLAMTEC 公司的 Hermes 多層自主移動機器人。(圖片來源：Slamtec)

4. 人形機器人：人形機器人就是外型酷似人類的機器人。因為我們的世界按人類體型設計，因此人形機器人能更容易在周圍環境中進行操作。像 Boston Dynamics 的 Atlas、Honda 的 ASIMO 及索菲亞等人形機器人，不僅看起來很酷，更不斷突破機動性與互動性的極限。人形機器人仍在發展，潛在應用非常廣泛，例如照護、教育及家務自動化等領域。

5. 社交型機器人 (圖 10)：這類機器人設計成能與人類進行情感互動。可陪伴老人、擔任兒童導師或客服人員。社交型機器人結合了 AI 和擬人行為，有些也屬於人形機器人的一種，但未必都是。

圖 10：社交機器人 Jibo 正與孩子互動。(圖片來源：devicedaily.com)

除了上述更廣泛的分類之外，還有集群機器人、軟體機器人、外骨骼機器人和機器義肢等其他機器人系統。集群機器人是可以大量群體協作的小型機器人，模仿如螞蟻或蜜蜂等社會性昆蟲的行為來完成複雜的任務。軟體機器人則由柔性材料製成，能穿越狹小空間，同時能與人類安全互動。外骨骼機器人是一種可穿戴的機械裝置，用於增強人體力量和行動能力，常用於復健與工業環境。機器義肢則是先進的人造義肢，能恢復截肢者的身體功能，從而改善他們的生活品質。

機器人技術如何改變我們的世界？

機器人早已對我們的生活產生巨大影響。製造業方面，機器人可簡化流程並提高工作場所的安全性。醫療領域方面，機器人在手術到復健等各種工作中都能參與協助。農業則是機器人正在展露頭角的另一個領域，無論是播種、收割及監測作物，機器人都能自動化操作來幫助餵養全球人口。

同時，也別忘了機器人在危險環境中能救人一命。例如，機器人能夠拆彈、探索深海海溝，甚至能處理核材料。

機器人技術面臨的挑戰

當然，一切並非一帆風順。我們仍面臨一些重大挑戰：

機動性與靈活性：讓機器人像人類一樣移動或在複雜地形上行動絕非易事。工程師們不斷努力改良機器人的平衡性、靈活性與控制能力。沒錯，讓機器人像人類一樣橫跨各種地形 (比如雪地、水坑、高山、樓梯) 依然充滿挑戰。但是，過去即便用雙腳行走對機器人來說都是挑戰，可如今我們已經擁有像「Atlas」這樣能表演跑酷動作 (圖 11) 和翻筋斗的機器人。所以我們其實離目標越來越近，一切只是時間問題罷了，未來一定有完全自主、能夠征服所有地形的機器人問世。

圖 11：Atlas 機器人表演跑酷動作。(圖片來源：波士頓動力公司)

感知與快速決策：機器人需處理感測資料且在瞬間做出決策。自動駕駛車即是最佳例子：必須準確地偵測障礙物並預測其動態。這是一個棘手的難題，但我們正逐步取得進展。5G 與低延遲網路的進步確實開創了遠端處理的全新可能性，讓機器人能夠將複雜運算工作託付給無法自身攜帶的強大硬體上。

倫理考量：隨著機器人的普及，我們需思考更宏觀的問題。如何應對工作取代、隱私疑慮及 AI 使用倫理？出現技術奇點後 (圖 12) 當機器超越人類智慧，未來會有許多不確定性。一方面，人們擔心 AI 末日會出現，並認為超級智慧機器萬一失控則可能對人類構成生存威脅。而另一方面，人們也希望 AI 能成為友善的幫手，協助解決像氣候危機等重大問題。未來的走向仍未明朗，很大程度上將取決於我們如何發展並規範這些先進技術。

圖 12：出現技術奇點後的兩種可能情境示意圖。(圖片來源：AI 生成)

機器人技術的下一步是什麼？

未來令人期待。我們正邁向一個機器人會成為全方位夥伴的世界。無論是在工作場所提供協助、探索未知領域，甚至提供娛樂與陪伴，機器人的應用前景可謂無可限量。

更聰明的 AI：機器學習正為機器人開發新能力。未來的機器人不僅能處理更複雜的任務，還能以創新的方式解決問題。想像一下，每次和你合作後，機器人都能從中學習成長、日益進步！
人機協作：未來的工作坊將見到機器人與人類並肩作業，各自發揮所長。協作機器人將負責重複性或高風險的任務，讓我們能專注於創造性和策略性的工作。
太空探索：機器人已經在火星上進行探測，而這僅僅是個開始。未來，機器人甚至有可能協助我們在其他星球上蓋建築物。很酷吧？