機器人類【4】　　你可以不像人

　　機器人一定會持續朝兩極演化──人形機器人愈來愈像人，非人形機器人則愈來愈不像。

　　嚴格說來，將robot譯成機器人或機械人並不妥當，因為難免會引起「人形機器」的錯覺。事實上「人」在此是指智慧生物，而不在於強調人形。正如外星人其實是「外星智慧生物」的簡稱，即使長得像章魚的ET，也能稱之為「八爪外星人」。同理，機器人像人固然理所當然，但只要具有足夠的智慧並且行動自如，就稱得上是（人工）智慧生物；哪怕沒有手、沒有腳甚至沒有頭，仍可視為廣義的機器人。

　　因此為了有所區隔，最好將機器人劃分成「人形」與「非人形」兩大類型。且讓我們根據這個分類，先瀏覽一下既有的機器人品種。在機器人的發展上，應屬非人形機器人出現較早。例如四十幾年前，俗稱機械臂的「工業機器人」便開始在生產線上服役，尤其以日本汽車業的裝配線為最大宗。而最早製造工業機器人的公司，正是機器人學之父恩格柏格所創立的Unimation Inc.（請參見七月號本專欄）。到了一九八○年代，機械臂開始脫離地心引力，成為美國太空梭以及其後國際太空站不可或缺的配備（兩者皆為加拿大製造）。

　　目前為止，工業機器人一定是「非人形」，但「非人形」卻不僅限於工業機器人。隨便舉個例子，美國iRobot公司出品的兩款機器人Roomba與Packbot（Urbie系列的新款式），前者專門取代家用吸塵器，後者則是軍警執勤的好幫手，兩者皆為相當實用的非人形機器人。而近年來最受歡迎的機械寵物──新力公司的AIBO（俗稱愛寶狗），當然也是極具實用價值的非人形機器人，只是在此「實用」必須做廣義解釋。

　　人形機器人的發展則坎坷許多，原因不一而足。若用最簡單的方式解釋，就是人類這種「肉身機器」實在太過精密，遠非廿世紀的科技所能模仿。即便如此，過去幾十年來，仍有不少工程師盡可能以人體為藍本，打造出心目中理想的機器人，其中本田公司2000年底推出的ASIMO堪稱代表。就模仿人類的形體與行動而言，ASIMO已經讓全世界的專家嘆為觀止；可惜就實用價值來說，目前它仍處於及格邊緣。

　　簡單瀏覽了一遍過去與現在的人形／非人形機器人，接著自然應該探討兩者在未來的發展趨勢。不過在此之前，我們必須做好準備工作，先提出一個「機器人兩極演化」的假說：人形機器人會愈來愈像人，非人形機器人則愈來愈不像。

　　乍看之下這好像是廢話，其實大大不然。為了說服大家，我們當然要為這個假說找些佐證。然而「機器人未來的發展趨勢」顯然是個未來學的題目，而根據定義，未來學研究的都是尚未發生的事物，也就是說研究對象根本不存在。因此之故，我們必須轉移陣地，到別的領域去尋找有用的類比或啟示。

　　例一：處於「恐怖平衡」狀態的物理系統，只要稍微受到干擾，便會出現不平衡的趨勢，而且會像滾雪球般愈來愈不平衡。例如一根豎立在桌面上的鉛筆，原本勉強處於平衡狀態，如果一陣風將它稍微吹偏一點，那枝鉛筆就注定會倒下來。

　　例二：地球上最原始的生物都採用無性生殖，有性生殖是很久之後才演化出來的。不過幾乎所有的生物都僅僅演化出雌雄兩性，極少有「第三性」的出現。更重要的是，雄性生殖細胞（精子）一律演化得愈來愈小但愈來愈多，雌性生殖細胞（卵子）則恰恰相反，全部朝著愈來愈大卻愈來愈少的方向演化──這是兩極演化的一個標準範例。

　　例三：在民主國家中，唯有兩黨政治具有穩定性，多黨政治一定導致動盪不安。而在兩黨政治形成的過程中，基於諸多原因，兩大黨的理念與信仰一定愈來愈兩極化。例如美國的民主黨堅持自由主義，共和黨則捍衛保守主義。

　　上述三個例子源自三個完全不同的領域，但是對於「機器人兩極演化」都能提供有用的佐證。在機器人尚未夢想成真的年代，文學中的機器人多半人模人樣，非人形機器人則是少數。不過無論人形或非人形，都是紙上談兵而已；就真正的科技而言，兩者進度都等於零。等到終於有了製造機器人的能力，工程師立刻分成兩派：實事求是者開始製造非人形機器人，理想主義者卻對人形機器人無法忘情。而一旦出現兩種方向，差距逐漸拉大是再自然不過的事。

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　　接下來，我們就該從上述的假說出發，探討人形／非人形機器人的未來發展趨勢。不過「人形機器人愈來愈像人」的論述比較複雜，因此最好先來討論「非人形機器人愈來愈不像人」的部分。

　　且說一旦打破「人形迷思」，機器人的發展方向便海闊天空。針對不同的需求，工程師可以量身打造不同形體、不同功能的機器人，而且有時愈不像人反而愈有用。正如生物細胞必須經歷分化（或曰特化）的分工過程，才能在生物體內發揮特定的功能。

　　非人形機器人既然五花八門，究竟有沒有什麼辦法理出頭緒呢？當然有，仿生學（bionics; biomimetics）就是一個很好的出發點。顧名思義，仿生學是研究如何模仿生物的形態或功能，再將結果應用於各種工程設計。目前為止，大多數非人形機器人都有仿生學的影子，不過仍有少數例外。因此對於非人形機器人，我們有個很自然的二分法：仿生與非仿生。

　　歷史悠久的各種機械臂，其實就是一種「仿生非人形機器人」，模仿的對象當然是人類的手臂。除此之外，各種機械獸（如愛寶狗）、機械昆蟲、機械魚蝦蟹等，也全部屬於這個族群。至於「非仿生非人形機器人」這一族，上述的Roomba與Packbot都是現成的例子──由於特殊的功能取向，兩者並未模仿地球上任何一種生物。例如Roomba必須能鑽到床鋪底下，又得避免撞壞任何家具，因此圓盤造型乃是不二的選擇。

　　隨著科技不斷進步，「仿生非人形機器人」無論模仿的是蟲魚鳥獸，都一定會在外形與功能上愈來愈像它模仿的生物，因此也就愈來愈不像人。這是它們注定的發展趨勢，一點都不難預測。然而「非仿生非人形機器人」則因為純粹是功能取向，欠缺模仿的對象，因此發展方向勢必相當發散。若想對這種發散的局勢稍有掌握，最好的辦法便是研究幾個極端案例。

非人形的極至之一：小到不能再小

　　機器人的微型化始終是個熱門題目，因為在許多領域中，都有微型機器人「發揮所短」的機會。而隨著微機電（MEMS; Micro-Electro-Mechanical System）與奈米科技的進展，無論是毫米機器人（millibot）、微米機器人（microbot）或奈米機器人（nanobot），進步皆為一日千里。

　　在此必須強調，奈米機器人是指以奈米級元件製造的機器人，本身有可能超過一微米（一千奈米）；而毫米機器人、微米機器人同樣採用類似的定義。正如自然界沒有比病毒更小的生物，由於物理上的極限，奈米機器人已經是小到不能再小的機器人。

　　所有的微型機器人都有個共通點，就是謹守「團結力量大」的金科玉律，絕對不會單獨行動。因此，無論是毫米機器人打掃房間的死角，微米機器人撲殺室內的塵?，或是奈米機器人清除血管的阻塞，一律都是成群結隊地執行任務。至於微型機器人能夠「以量取勝」的前提，自然是大量生產與價格低廉這兩大特點。

非人形的極至之二：大到不能再大

　　巨型的人形機器人只是日本「空想科學」的產物，就科技而言絕對不切實際。（有興趣的讀者，可參考《空想科學讀本》的中譯本。）然而在某些特殊場合，巨型的非人形機器人卻是實際可行的方案。舉例而言，電影【2001太空漫遊】（2001:A Space Odyssey,1968）中的「發現號」太空船便很接近非人形機器人，它的大腦正是史上最有名的虛構電腦HAL9000。而在現實世界，當今各種無人太空船（例如精神號、機會號、卡西尼號）皆已粗具非人形機器人的種種特點，隨著人工智慧與自動控制逐年精進，它們的後裔遲早會超越電影中的「發現號」。

　　既然太空船能演變成巨型非人形機器人，那麼地球上的交通工具又有何不可？換句話說，各式各樣的飛機、船舶、車輛，應該也都會朝非人形機器人的方向演進。這個趨勢相當明顯，例如巨型客機早就能自動飛行（但不包括起降），又如美國空軍正在積極研發無人戰機；而目前汽車已能結合「全球定位系統」，下一步當然是搭配「智慧型道路」，讓汽車能夠完全自動駕駛。

　　既然交通工具能演變成非人形機器人，那麼建築物又有何不可？從這個角度出發，將自動化科技應用於建築物各個角落，這種智慧型建築便無異於不會走動的巨型機器人。換個角度來說，這類機器人會隨時調節體內的溫度、溼度、亮度，並且絕對掌控對外的各種管道，好讓裡面的人類住得舒舒服服、安安全全。

　　另一個類似的例子，是將自動化科技應用於土木工程，讓一座高樓大廈自己幫自己一層層蓋起來。於是整座大廈可視為一具會成長的巨型機器人，人類只要負責「餵食」即可。隨著高樓營建技術愈來愈自動化，「土木機器人」夢想成真只是時間問題而已。

　　由於在可見的未來，科幻電影中的「太空城」、「人造星球」等龐然大物還不會出現，交通工具與建築物仍將是最大的人造物，因而正是非人形機器人體積的上限。

非人形的極至之三：從有形到無形

　　非人形機器人的各種可能性，除了縮小、放大與變形之外，其實還有另一個自由度，那就是從實體空間轉移至虛擬空間。別忘了過去十年內，虛擬空間逐漸成為另一個人類世界，而且就重要性而言，它有愈來愈接近、甚至逐漸取代實體空間的趨勢。因此之故，人類長久以來對機器人的憧憬與渴望，即使在實體空間暫時做不到，在虛擬空間卻得到另一個實現的機會。舉例而言，只要價廉物美，想必人人都樂意擁有一位聰明能幹的機器人助理。而想要實現這個心願，在實體空間中還遙遙無期，在虛擬空間裡卻已遙遙在望。事實上，已經有些現成的英文名字，例如infobot、softbot、webot，在等待這些虛擬機器人（virbot; virtual robot）。

　　不久的將來，人類在網路空間的許多「低階」行為，都能改為透過「高階」指令，交由個人電腦中的虛擬機器人來執行。例如目前網路購物還是一件麻煩事，需要搜尋網頁、需要瀏覽商品、需要填表下單等等。一旦有了虛擬機器人，你只要把需求告訴它，其餘一切手續都能由它代勞，包括填寫你的住址及信用卡資料等等。此外因為閒著也是閒著，它甚至會主動執行「貨比卅家不吃虧」之類的程式。

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　以上就是筆者對非人形機器人的各種想像與預測，雖說是一家之言，幸好並非閉門造車。由於篇幅有限，「人形機器人愈來愈像人」的部分將留到下期再詳細討論。

ROBOT
A mechanical device that can be programmed to perform a variety of tasks of manipulation and locomotion under automatic control.

---McGraw-Hill Encyclopedia of Science & Technology, 9th Edition.

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