——日本的人形機(jī)器人研究歷史很悠久啊。

 

　　1956年福岡縣出身，工學(xué)博士，早稻田大學(xué)創(chuàng)造理工學(xué)系綜合機(jī)械工學(xué)專業(yè)教授，該校類人機(jī)器人研究所所長。

 

　　“我的指導(dǎo)教授、已故的加藤一郎教授開始的正是人形機(jī)器人的研究。人形機(jī)器人研究之外，歷史上還出現(xiàn)了計(jì)算機(jī)技術(shù)的興起、機(jī)械自動(dòng)化等工業(yè)浪潮。其中，活躍于工廠，歸類于工業(yè)機(jī)器人這一分類名稱中的機(jī)械，最初在美國銷售并獲得了巨大成功。機(jī)器人原來指的是人形機(jī)器人，但隨著上述機(jī)械的巨大成功，人們開始廣泛使用機(jī)器人這個(gè)詞匯，同時(shí)，機(jī)器人中人形這一層含義則逐漸地淡化。由于社會(huì)上的理解存在這種傾向，所以加藤教授在著手研究機(jī)器人時(shí)，特意加上了‘人形’ 這個(gè)修飾成分。

 

　　但是，當(dāng)初研究題目中一旦出現(xiàn)‘機(jī)器人’的字眼，人們就會(huì)基于對(duì)科幻小說的認(rèn)識(shí)，認(rèn)為是在制造孩子們胡言亂語中的機(jī)器，所以研究經(jīng)費(fèi)也很難申請(qǐng)下來。因此當(dāng)時(shí)的資料中留下的研究經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)書上，填寫的不是‘機(jī)器人’，而是‘人造手’或‘人造腳’等的研究。”

 

　　目標(biāo)是“人”。永無止境，欲罷不能

 

　　——日本的研究人員為何要制造人形機(jī)器人呢？

 

　　“人形機(jī)器人研究的最大問題或者說宿命，在于‘存在人這個(gè)明確的目標(biāo)’。或疾行或飛奔，甚或參與奧運(yùn)會(huì)或世界杯，具有出色的運(yùn)動(dòng)功能；另一方面，大腦高度發(fā)達(dá)，語言運(yùn)用自如并發(fā)明出——如此偉大的人類是我們追求的目標(biāo)。越想讓機(jī)器人接近人類，就越是痛感永無止境，令人欲罷不能。

 

　　不過機(jī)器人一直在進(jìn)化。加藤教授制造WABOT-1全身型人形機(jī)器人時(shí)，雙足行走部分的功能是每一步約需45秒，步幅也只有10cm左右；而如今，可是有了會(huì)跑步的雙足行走機(jī)器人。高西研究室的機(jī)器人KOBIAN，其步行速度基本上和人類一樣，每步不到1秒，步幅最大也達(dá)到了40cm。我認(rèn)為，可以說這已是能夠屈伸膝蓋和人一樣行走的機(jī)器人了。

 

　　由于計(jì)算機(jī)的進(jìn)步，最近機(jī)器人也開始具備圖像處理等高級(jí)功能，包括和人類交流在內(nèi)，正一步步向高性能發(fā)展。”

      雙腳行走仿人機(jī)器人KOBIAN-R。除了雙腳行走外，還能夠表現(xiàn)多種表情（請(qǐng)參照文末圖片集）。下圖為“吃驚造型”：
 

 
      人形薩克斯風(fēng)演奏機(jī)器人 WAS-2RII。“上下活動(dòng)上唇能夠改變音壓，上下活動(dòng)下唇能夠改變音程。”（高西先生）
 

 

　　——受宗教等社會(huì)性因素影響，日本和歐美對(duì)機(jī)器人的研究態(tài)度和傾向是否有所不同呢？

 

　　“去年，我因?yàn)橹v演等活動(dòng)去了德國、荷蘭。對(duì)方提出‘技術(shù)方面的話題大約占用一半時(shí)間，剩下一半請(qǐng)您給我們講講為什么只在日本會(huì)有這么多仿人機(jī)器人吧’。這讓我感到，在他們的意識(shí)深處‘造人非上帝不能為之’這種基督教的影響可謂根深蒂固，對(duì)人形自動(dòng)機(jī)器從根本上還存在抵觸情緒。

 

　　如今在歐洲，人們?cè)噲D利用人形機(jī)器人解讀人類，如果是用作為道具的人形機(jī)器人，也逐漸能夠申請(qǐng)到研究資金了。然而和人類大小相同、能夠像人類一樣雙足行走的機(jī)器人，歐洲在技術(shù)上還處于困難狀況。關(guān)于這方面技術(shù)，他們向早稻田大學(xué)提出請(qǐng)求，目前雙方正在開展共同研究。”

 

　　將人形機(jī)器人技術(shù)提高到真正發(fā)揮作用的階段。

 

　　——日本人形機(jī)器人研究的目標(biāo)是什么呢？請(qǐng)您介紹一下對(duì)人形機(jī)器人活躍于社會(huì)的展望，以及尚未解決的課題。

 

　　“我認(rèn)為雖然加藤教授開始人形機(jī)器人的研究已將近半個(gè)世紀(jì)，可是人形機(jī)器人尚未在真正意義上應(yīng)用于社會(huì)。它和那些以弄清未知事物為目標(biāo)的科學(xué)不同，工程學(xué)的目標(biāo)在于怎樣去設(shè)計(jì)對(duì)人類幸福有用的東西。因此，作為繼承加藤教授衣缽的研究人員之一，我認(rèn)為人形機(jī)器人技術(shù)必須要跨入真正發(fā)揮作用的階段，所以在進(jìn)行雙足行走機(jī)器人研究之余，我還傾注精力進(jìn)行真正有助于社會(huì)的技術(shù)開發(fā)工作。
 

 

　　例如，我逐漸發(fā)現(xiàn)，人形機(jī)器人有助于提高醫(yī)療工作人員的技術(shù)熟練程度，因此這些年和京都一家開發(fā)醫(yī)療訓(xùn)練用模擬裝置的企業(yè)一起，開始共同開發(fā)相關(guān)的各種產(chǎn)品。

 

　　其中一個(gè)是人工皮膚‘縫合技術(shù)評(píng)估模擬裝置’，用它可以評(píng)估新手與享有‘神之手’美譽(yù)的優(yōu)秀外科醫(yī)生之間的水平差距。這套帶有傳感器的系統(tǒng)，可在0-100分之間評(píng)分，大約在兩年前產(chǎn)品化，并在市面上銷售。

 

　　另外，手術(shù)中全身麻醉后呼吸會(huì)停止，所以需要事先將軟管從口腔插入肺部，這是一項(xiàng)非常高難的技術(shù)。日本和世界其他國家都是使用人偶進(jìn)行這項(xiàng)訓(xùn)練的，因此，即使力量過大刺破聲帶也無從確認(rèn)，形成‘最后插到了肺里就行了’這種狀態(tài)。我們想不能這樣，應(yīng)該制造一種和外科手術(shù)手法技術(shù)訓(xùn)練一樣用數(shù)值評(píng)估的裝置，于是開始了共同開發(fā)。我想年內(nèi)該產(chǎn)品可以發(fā)售。在牙科領(lǐng)域也有類似訓(xùn)練機(jī)器的開發(fā)實(shí)例。

 

　　我認(rèn)為這些醫(yī)療相關(guān)機(jī)器今后將不斷發(fā)展成為人形機(jī)器人技術(shù)最先得以廣泛應(yīng)用的技術(shù)領(lǐng)域，并對(duì)此寄予極大的期望。”

 

　　機(jī)器人研究是對(duì)人類的追尋。這份積累使新技術(shù)開發(fā)成為可能。

 

　　——在人形機(jī)器人研究過程中，是否有過一些意料之外的成果呢？

 

　　“長期從事雙足行走機(jī)器人的研究，有一次我忽然想‘機(jī)器人在一定程度上已經(jīng)可以行走了，真想讓它為人類發(fā)揮更大作用’。當(dāng)時(shí)我腦海中浮現(xiàn)的是輪椅和電動(dòng)輪椅。非?？上У氖沁@兩樣?xùn)|西都還不能上下臺(tái)階或者高度差較大的坎兒。臺(tái)階設(shè)計(jì)成那種形狀是因?yàn)槿祟愑秒p足行走，對(duì)于馬這種四足動(dòng)物來說上臺(tái)階應(yīng)該非常困難。注意到這點(diǎn)后，我靈機(jī)一動(dòng)：‘將車輪改為兩條腿不就能上下臺(tái)階了嗎？’于是，我向共同研究牙科訓(xùn)練機(jī)器的公司提出這個(gè)想法，開始了載人上下臺(tái)階的雙足行走機(jī)器人，也就是‘雙足輪椅’機(jī)器人的開發(fā)。

 

　　問題是要讓雙足行走機(jī)器人載人后行走，則力量稍顯不夠。這時(shí)我們想到應(yīng)該模仿人類肌肉的生成。人類的肌肉并排生長的，因此才能夠非常迅速地運(yùn)動(dòng)，使出非常巨大的力量，并非常精準(zhǔn)地移動(dòng)物體。通過采用這種結(jié)構(gòu)，機(jī)器人主體重量加上電池后控制在大約65kg，同時(shí)最大能夠載乘體重80kg的人行走。

 

　　只是還存在另一個(gè)問題，那就是乘坐人的體重和重心位置每次都不相同，機(jī)器人一旦走起來有可能晃動(dòng)變大從而翻倒。因此我們又開發(fā)了機(jī)器人靈活適應(yīng)不同條件以防止翻倒的技術(shù)。我們將這種‘雙足輪椅’帶到2007年美國洛杉磯機(jī)器人展示會(huì)上，短短數(shù)日內(nèi)試乘這種輪椅的美國人共計(jì)170人次，沒有出現(xiàn)一次翻倒等情況。

 

　　‘如果能再現(xiàn)人類的機(jī)能和運(yùn)動(dòng)，這就表示從機(jī)器人工學(xué)角度來看，已經(jīng)弄清楚了人類’，這是加藤教授的一貫主張。曾經(jīng)的機(jī)器人，腳都是直接從身體中伸出的，但是仔細(xì)觀察人體，就會(huì)發(fā)現(xiàn)原來還有骨盆夾在中間。注意到這一點(diǎn)，試著在機(jī)器人中加入骨盆的功能后，結(jié)果發(fā)現(xiàn)膝蓋能夠伸展了。也就是說，首先有人體的結(jié)構(gòu)，其結(jié)果形成了這種行走方式，對(duì)此我們?cè)谑褂脵C(jī)器人同時(shí)進(jìn)行著追尋探索。

 

　　為制造人形機(jī)器人，我們總是一邊觀察人類一邊進(jìn)行研究，但是通過的‘雙足輪椅’ 開發(fā)，我認(rèn)為我們體會(huì)到 ，‘研究中積累的人體信息在制造有助于人類的機(jī)器人時(shí)，將繼續(xù)發(fā)揮出人意料的作用’。”