科學少年雜誌 6月號/2019 第53期

隨刊附贈「翻折六邊形」



歡迎進入機器人時代
機器人已走入我們的生活，以各種樣貌出現在你我身邊，成為我們的好夥伴、好幫手，甚至是好朋友。
撰文／趙士瑋　企編／郭雅欣

如果你有一臺機器人，你希望它是《星際大戰》裡總是伴隨主角身旁的R2D2？動畫電影《瓦力》裡令人憐惜的清垃圾機器人瓦力？還是什麼神奇法寶都有的哆拉A夢？這樣的夢想距離我們愈來愈近了，因為隨著科技的演變，機器人的技術已經有了很大的進步，能做的事情愈來愈多、愈做愈好，逐漸在我們的生活中提供很多幫助。在許多工廠中，都由機器人負責精準組裝元件，而有些機器人可以與人類對答或聊天，有些可以組裝家具、協助打理人們的生活，有些可以在災難現場協助救援，有些已經代替人類前往深海、火星等地，蒐集珍貴的觀測資料回來，供科學家研究。機器人有時甚至比人類還強，例如圍棋的世界冠軍，就曾經輸給人工智慧系統AlphaGo。

機器人為什麼可以這麼厲害？可以做到許多本來只有人類能做的事？科學家在設計機器人時，運用了許多科學原理及方法，一起來了解機器人的奧祕，或許未來有一天，你也能成為機器人專家，打造你心目中理想的機器人！

機器人不是人
機器人當然不是人！但它卻能做很多人類能做的事，有時候做得還比人好。要知道機器人是怎麼做到的，得先了解一下人類是怎麼做的。

舉凡過馬路、拿東西，這些事情對我們來說簡直是易如反掌、不用經過任何思考，但對機器人來說，事情就沒有這麼簡單了。比方說，過馬路時，我們會先看看紅綠燈，確認是綠燈之後，我們再往前走，同時注意一下有沒有轉彎車。有的話，我們會判斷車子的速度，決定要不要走快一點，或是停下來等一會。接著，我們的腳就自然而然依照我們的意志動起來，不用再經過任何的思考。

如果換成機器人的話，它該如何「看到」紅綠燈的燈號、或是路口有沒有車子過來？接著，它要怎麼判斷應該過馬路或是要讓來車先過？最後，機器人要如何讓自己移動「腳」而順利往前走呢？

機器人的運作主要分成三個階段。第一階段是「感覺」外界的訊息，機器人雖然沒有眼睛、耳朵，但我們可以利用各種感應器，賦予機器人視覺、聽覺等感覺。第二階段是「運算與判斷」，在接收了周遭環境、事物的訊息後，機器人會利用內部的電腦做運算，就像我們聰明的大腦一般，判斷現在應該做什麼行動，例如前進、後退、抓取物品等等。最後一個階段是「行動」，機器人知道該做什麼之後，就會藉由內部的動力，讓手、腳等部位完成指定的動作，就像我們靠著肌肉把腳抬起往前走，或是伸手拿取物品一樣。


機器人有感覺
目前大多數機器人都具備「視覺」和「聽覺」，也有一些特殊的機器人具有特殊的感應器，讓他們擁有「觸覺」、甚至「嗅覺」。

以最近幾年火紅的Pepper機器人為例，它的主要任務是服務民眾，許多銀行、飯店都有「雇用」Pepper，它可以和人互動，理解民眾的提問或需求。要達成這些功能，Pepper必須能接收外界的大量訊息，因此它的感應功能相當重要。Pepper全身上下共有26個傳感器，除了能「看見」、「聽見」之外，還有簡單的觸覺功能，甚至能綜合這些資訊，感知你的情緒！

作者簡介：

※榮獲「金鼎獎最佳兒童及少年類雜誌獎」

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