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機器人，是科幻故事中常見的主角，是人們對于未來科技的期望。
然而，制造像人一樣活動自如的機器人，不是現代人才有的夢想，人類的祖先，很早就已經想到要創造能夠根據人們的需求而行動的機器。
但是，幾百年甚至上千年前的古人是否能夠實現制造機器人的夢想呢？
中外的古籍中都有關于古人制作活靈活現的偶人的記載，但人們常以為它們都是傳言。現在新的證據顯示，充滿神奇色彩的遠古機器人很可能真的存在。
當人們探尋古代科技發展的痕跡，會發現一個非比尋常的自動化機器的世界。
古希臘人生活在神話和傳奇的時代，那是流行天神和怪獸的世界。當時的文獻還有關于另外一類事物的記錄，那是些完全機械化的事物。古代著名詩人荷馬——《特洛伊傳說》的作者，告訴了我們希臘天神赫菲斯托斯的故事。
古書記載，赫菲斯托斯住在古希臘的山上，他和他的隨從熔化鏈條制作兵器和各種天神們自己使用的金屬制品。據說他制作了數之不盡聰明絕頂的機械設備。但是，更為神奇的是，荷馬還告訴我們這位希臘神話中的火神還制造了機器人。《 荷馬史詩》中描述的機器人有三條腿，可以獨立運作和行動。
另一個希臘神話中，也有機器人出現。傳說，眾神之神宙斯把巨人機器人送給克立特島的國王，讓它保衛國家不受外敵入侵，這個機器銅人叫做泰羅，它每天繞島三周，用大石頭投擲入侵者。
無論泰羅存在與否，這個古人的奇思妙想都證實了一件事情，那就是，即使古希臘人尚未具備制造人類替代品的技術和能力，他們也已經在概念上跨前了一步。他們努力嘗試創造像人類一樣活動的機器，他們明白運用正確的技術，仿真機器人有一天會成為現實。
而在東方的中國，關于機器人的傳說就更為神奇。其中最為著名的，是出自《列子·湯問》中偃師造人的故事。
偃師被認為是中國古代最出色的機械工程師之一，他曾經給大名鼎鼎的周穆王進獻過一個偶人。開始的時候，周穆王認為這是一個跟隨偃師的真人，當偃師給周穆王解釋這只是一個機器人的時候，周穆王大為吃驚，周穆王看到這個機器人可以前進后退，可以仰俯，甚至可以唱歌跳舞，這讓當場的人都大為吃驚。高興之下，周穆王就讓他的寵妃也出來一起觀看。
沒想到，這個機器人最后還向周穆王的妃子遞一個飛眼，把周穆王氣壞了，說這家伙可能不是假人是真人。偃師趕緊把這個機器人肚子打開，里面就是一些棉花和木材，以及一些建筑材料和機械設備。
不論是古希臘，還是古代中國，關于仿真機器人的傳說，都證明了古人早已有了制造機器人的夢想。
但是，他們是否有能力制造出真正能夠活動的機器人呢？缺乏現代電子技術的古代科學家，會如何利用機械原理實現自動化的夢想呢？
許多現代人都認為，只有進入二十世紀之后，制造自動化機器的夢想才能一步一步走向現實，但新的證據證明，古人已經制造過許多能夠自動運作的機械裝置。
亞歷山大，埃及最重要的城市之一。公元前三世紀時的亞歷山大城，就是世界上最有智慧之光的地方，人們開始重視機械和技術。古代文獻記載，當時的朝圣者參拜神廟時通過的是自動門；觀眾紛紛涌入自動的木偶劇院；文獻中甚至描述了能自行飛躍神廟的戰車。城市已經變成一個生活中充斥各種精密機械的科技園。
在這個領域，最為著名的領航者，就是希羅，他可以稱得上是機器人鼻祖。他以測試和展示自己的理論以及設備來制造驚奇和娛樂而著稱。
希羅在其機械學里面記載了當時的杠桿滑輪斜面，還有好多工程技術方面的記載都是當今的工程技術的開創者。
希羅在他的《氣體論》中，表示空氣也是一種物質，水不能進入充滿了空氣的容器。他還認識到空氣是可以壓縮的。在利用空氣動力方面，希羅制造了一個很著名的裝置——一個帶有兩段彎管的空心球體，當球中的水被燒沸之后，蒸汽通過彎管向外噴，產生一個反沖力使球體轉動。希羅所發明的這個汽轉球，是有文獻記載以來的第一部蒸汽機。它比工業革命早兩千年制造。
如今這種技術科學上被稱為氣體力學。氣體力學是研究氣體平衡和運動規律的科學。希羅的許多設計都利用了氣體力學的原理。
希羅被后人認為是那個時代最偉大的實驗家和工程師，不僅僅因為他在氣體力學方面的建樹，這位兩千多年前的古人，在力學、數學方面也有許多重要的發現，他甚至發明了世界上最早的自動售賣機。
希羅設計的一些小裝置，直到今天人們仍然在使用，其中有種裝置被稱作凸輪。輪子轉動的時候，它會上下移動，聽起來簡單，但這個神奇而簡單的設備把圓周運動轉換成垂直運動，讓輪子可以產生推拉效果。反過來說推拉動作也可以變成圓周運動，這就是引擎里面運動轉變成圓周運動的原理。這種原理今天仍應用于所有引擎上。
在希羅眾多發明里面，他還設計過一個由機器人充當演員的戲院。這對他來說也是一個巨大的挑戰。
在愛爾蘭的都柏林，機器人設計師復制了這個戲院：背景垂下，演員和場景都在恰當的時間，在舞臺上移動。
希羅是如何確定每件事都在固定的時間點發生呢？
所有動作都由一件事驅動，實在令人難以置信：當放開沙漏的開關時重物下降，重物連接一個拉轉閥門的凸輪。這些連接線跟夾子相連，當夾子被釋放時，部分場景就隨著重力落下，其他的架子釋放第二層重物，導致其余連接的布景在舞臺上移動。
希羅的劇院是一個高度復雜的自動化機器，更讓人意想不到的是它還可以設置程序。
要看真正自驅動可編程機器人，我們還要看另一位歷史上著名發明家達·芬奇的作品。
列奧納多·達·芬奇，是那個時代最重要的天才，他不僅僅是一位偉大的藝術家，也癡迷于機械和其他自然科學，他的很多超越時代的觀念改變了世界。
達·芬奇故鄉的達·芬奇博物館收藏了一些達·芬奇重要發明的模型：絕妙的平衡起重機；直升機雛形；長得像爪子一樣的用于未來飛行機器的翅膀；在投入戰爭應用之前四百年，就被達·芬奇設計出來的，裝有重型防護和威力無窮的大炮的超級坦克。
除了收藏這些珍貴的模型，博物館內更有價值的藏品是達·芬奇自己繪制的設計手稿。
身為左撇子的他，一生中都以鏡像寫字。對左手寫作者來說，將羽毛筆由右向左拉過來寫比由左向右推過去寫容易，而且不會將剛寫好的字弄糊。但這樣的書寫習慣卻給后人解讀他的手稿帶來了諸多困難。直到十七世紀，才有人開始解讀這些結合了大量筆記和繪圖的手稿。
這些手稿中，包括上百件達·芬奇發明創造的草圖和藍圖，其中隱藏了一項神奇的設計，它會挑戰發明機器人的歷史記載。這項發明的內容極盡詳細地描繪了一個看起來像騎士的機器人的內部結構。這個設計可能是達·芬奇在1495年完成的，但直到二十世紀五十年代才被發現。人們把它稱為“達·芬奇機器人”。
仿制的達·芬奇機器人
但人們并不知道，達·芬奇是否真的曾經將他手稿中設計的眾多發明制作成實物。如果根據這個圖紙制作，是否真的能造出一個能夠活動的機器人呢？
今天的科學家將要解答這個疑問。
意大利的弗洛倫薩是達·芬奇完成他的大部分作品的地方。在這里，也有一家達·芬奇博物館，機器人史學家就是在這里，依靠五百年前繪制的那份草圖復制出了“達·芬奇機器人”。
這個機器人運用了簡單的機械原理，機器人身上的齒輪連著纏繞繩子的轉軸，主齒輪旋轉的時候，繩索就會松開或者拉緊，相連的四肢就會活動起來。每操作一個部件，就能產生一個肢體動作。所有的部分連在一起就組成了一個了不起的、能夠活動的機器軀體。
達·芬奇之所以能夠設計出這個機器人，是由于他了解許多關于生物力學的先進知識。達·芬奇在師從韋羅基奧時開始認識人體解剖學。他曾經解剖了 30 具不同性別年齡的人體。他對人類的肌肉、韌帶和關節等都進行了詳盡的研究。許多人都認為達·芬奇對人體構造的了解，對他在繪畫方面有相當大助益。而能夠設計出關節活動自如的金屬機器人，應該也得益于此。
不論當初達·芬奇是否將這個設計制作出來，今天的學者們根據他的圖紙，成功復制出“達·芬奇機器人” ，讓人們相信，早在五百年前的文藝復興時代，達·芬奇設計的機器人已經能夠活動。
但是，達·芬奇機器人并不是他最神奇的發明，傳說，達·芬奇曾經獻給法國國王一件驚人的禮物。在旁觀者的驚嘆之中，一只獅子不用任何牽引就來到大殿當中。
仿制的達·芬奇機器獅子
據說這個獅子可以打開胸膛來顯出滿屏的百合花，于是當法國國王突然收到這個獅子打開胸膛獻上的百合花時，所有人都驚呆了。可以認為，這是世界上第一個可編程的機器人。
今天，我們是否能用現代科技重現達·芬奇的獅子呢？
達·芬奇死后他的手稿流落四處，約占三分之二已經丟失，其他的也被打亂了順序，而關于機械獅子的藍圖更是遺失不在，所以復原機械師子的挑戰是巨大的。
意大利佛羅倫斯德機器人實驗室的“達·芬奇機器人”專家羅蘭希望運用最新的軟件模型，能夠完成這個挑戰。
羅蘭介紹：最大的問題是要制造能做各種活動的獅子，而且所有活動都是通過彈簧完成的，不能用發動機等其他任何電子設備。
歷史學家也嘗試利用所有達·芬奇留給我們的蛛絲馬跡進行演繹推理。
羅蘭介紹：我們堅持不用現代技術，或當時不存在的技術來投機取巧。
通過只有達·芬奇本人掌握的技術信息，學者們終于復制出了這個成品。通過藏在體內的動力，這個復制品像五百年前一樣走在地上。研究人員如何讓機器人準確表演的呢？研究人員發現所有一切都由中心鼓室控制。通過給簧片上弦達到各種效果，里面包括控制不同部位的上百個零件。而動作的時間設置，達·芬奇是利用今天我們稱為齒輪齒數比的技巧做到的。齒輪的大小決定速度的快慢，齒輪小一般速度快一倍，通過確定大小齒輪的比例可以確認相對的速度，從而確定動作的時間，這正是五百年前達·芬奇所做的。
看到古代人在電池、電力和電腦出現之前就制造了如此精妙的機械實在讓人驚嘆。
從亞歷山大的機器人原型到達·芬奇的巫術般的技藝，我們真正了解了機器人的歷史。
今天，我們相信我們創造了推動我們生活的機器，但事實真的如此嗎？在古代，水力驅動的機器和首個機器人已經是生活的一部分了。有待發現的，也許是有一天我們必須承認我們發明的東西，其實早就存在了。
(中央電視臺10套《 探索·發現》欄目供稿) |
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發表于 2010-3-4 16:31:48
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