鑽石舞台

1768—1774年，瑞士著名的鐘表匠皮埃爾·雅克·德羅茲和他的兩個兒子一起創造了人形化、栩栩如生的機器人，這些機器人被塑造成作家、藝術家和音樂家。

然而，真正的機器人是在20世紀以後有了數學、物理、機械、電子信息、計算機，尤其是在人工智能等理論和技術發展的基礎上而產生的。

1949年，美國發明家William Grey Walter博士進行了關於移動自主機器人的開創性研究。他對機器人烏龜「艾爾西」和「艾爾默」的成功和啟發性實驗對控制論科學的產生具有重大影響。

1966—1972年，美國斯坦福國際研究所（Stanford Research Institute，SRI）研製了Shakey機器人（圖1-4），它是20世紀最早的移動機器人之一。它引入了人工智能的自動規劃技術，具備一定的人工智能，能夠自主進行感知、環境建模、行為規劃並執行任務。

1973—1980年，美國科學家、斯坦福大學的研究生Moravec造出了具有視覺能力可以自行在房間內導航並規避障礙物的「斯坦福車」（Stanford Cart），如圖1-5所示，可謂現代無人駕駛汽車的始祖。

美國麻省理工學院（MIT）人工智能實驗室利用Cog工程在仿人機器人的設計中，特別是人和機器人交互、人的感知方面做出了巨大的貢獻。這個項目開始於1993年，旨在開發仿人機器人Cog（圖1-6），藉以考察和理解人類感知，能與人類交流，能對周圍環境做出反應，並具有分辨不同人類面孔的能力，可以協助人類完成很多工作。

1995年，卡內基·梅隆大學（CMU）的 Navlab 5（圖1-7）自動駕駛車輛完成了從美國的東海岸Washington DC到西海岸的Los Angeles無人駕駛演示，Navlab 5的視覺系統可以識別道路的水平曲率和車道線。實驗中，縱向控制由駕駛員實現，而轉向控制則完全自動實現。在超過5000km的駕駛途中，98%的路段是由計算機自動駕駛。

2000年，日本本田公司開始研製雙足機器人ASIMO系列，如圖1-8所示，它可以實現「8」字形行走、下台階、彎腰、握手、揮手以及跳舞等各項「複雜」動作。另外，它具備基本的記憶與辨識能力，可以依據人類的聲音、手勢等指令做出反應。

2002年，美國iRobot公司推出了吸塵器機器人Roomba，它能避開障礙物，自動設計行進路線，還能在電量不足時自動駛向充電座。Roomba是目前世界上銷量最大的家用機器人，也是移動機器人落地化量產的最典型代表，如圖1-9所示。

「大狗（Big Dog）」機器人由美國波士頓動力學工程公司於2008年研製的。這種機器狗的體型與大型犬相當，能夠在戰場上發揮非常重要的作用：在交通不便的地區為士兵運送彈藥、食物和其他物品。它不但能夠行走和奔跑，而且還可跨越一定高度的障礙物。這種機器人的行進速度可達到7km/h，能夠攀越35°的斜坡。它可攜帶質量超過150kg的武器或其他物資。「大狗」既可以自行沿着預先設定的簡單路線行進，也可以進行遠程控制，如圖1-10所示。

我國移動機器人的研究和開發是從「八五」期間開始的。雖然移動機器人的研究起步較晚，但也取得了較大的進展。「八五」期間，浙江大學等國內六所大學聯合研製成功了我國第一代地面自主車ALVLAB Ⅰ，其總體性能達到當時國際先進水平。「九五」期間，南京理工大學等學校聯合研製了第二代地面自主車ALVLAB Ⅱ，相比第一代，第二代在自主駕駛、最高速度、正常行駛速度等方面的性能都有了很大提升，如圖1-11所示。

清華大學智能技術與系統國家重點實驗室自1988年開始研製THMR(Tsinghua Mobile Robot）系列機器人系統，THMR-Ⅲ自主道路跟蹤的速度達5～10km/h，避障速度達5km/h。改進後的THMR-Ⅴ（圖1-12）在高速公路上的速度達到80km/h，一般道路上的車速為20km/h，圖 1-12所示。

1995年，由我國863計劃支持的重大高科技項目CR-01 6000m無纜自治水下機器人（圖1-13）在夏威夷附近海域成功地下潛到5300m，拍攝到海底錳結核礦分布情況，獲得了清晰的海底錄像、照片和聲吶淺剖圖，收集到大量珍貴數據，使我國機器人的總體技術水平躋身於世界先進行列，成為世界上擁有潛深6000m自治水下機器人的少數國家之一。

2000年，國防科技大學成功獨立研製出我國第一台具有人類結構特徵的國產仿人機器人「先行者」，高1.4m，重20kg。先行者機器人可以像人類一樣完成各種行走動作，並且還具有一定的語言功能，如圖1-14所示。

2002年12月，我國真正意義上的仿人機器人BHR-01誕生了，它具有1.58m身高，76kg的體重，行動靈活，具有32個關節手，腳可以完成360°的旋轉，可穩步行走並且能夠完成蹲起、原地踏步、打太極拳等各種複雜的動作，如圖1-15所示。

2006年，一汽集團聯合國防科技大學推出紅旗HQ3型無人駕駛汽車，速度高達130km/h，於2011年7月14日首次完成從長沙到武漢286km的高速全程無人駕駛實驗，標誌着我國無人駕駛汽車在複雜環境識別、智能行為決策和控制等方面實現了新的技術突破，達到世界先進水平，如圖1-16所示。

2015年，在國防科技工業軍民融合發展成果上，中國兵器裝備集團公司展示了國產「大狗」機器人。這款機器人總重250kg，負重能力為160kg，垂直越障能力為20cm，爬坡角度為30°，最高速度為1.4m/s，續航時間為2h。這款機器人可應用於陸軍班組作戰、搶險救災、戰場偵察、礦山運輸、地質勘探等複雜崎嶇路面的物資搬運，如圖1-17所示。

2014年，哈爾濱工業大學與當地政府合作，成立哈工大機器人集團（HRG），迎賓機器人「威爾」是其自主研發的新型智能機器人，具有人機交互、自主導航避障、安防監控等功能，可分擔客服人員、迎賓人員的工作，主要運用於銀行、營業廳等人流量大的場所，如圖1-18所示。

2019年，在南海進行首次海試的「潛龍三號」是中國科學院瀋陽自動化研究所研發的4500m級自主潛水器，實現了我國自主無人潛水器首次大西洋科考應用，是我國目前最先進的自主深海潛水器，如圖1-19所示。

百度在2017年正式發布了Apollo計劃，該計劃向汽車行業及自動駕駛領域的合作夥伴提供一個開放、完整、安全的軟件平台，幫助它們結合車輛和硬件系統，快速搭建一套屬於自己的、完整的自動駕駛系統。百度Apollo是一個開放的數據及軟件平台，將汽車、IT和電子產業連接在一起，整合了自動駕駛所需的各個方面，該套件涵蓋硬件研發、軟件和雲端數據服務等幾大部分。2019年，百度推出了Apollo 3.5版本，實現了支持包括市中心和住宅場景等在內的複雜城市道路自動駕駛，包含窄車道、無信號燈路口通行、借道錯車行駛等多種路況。圖1-20為搭載了Apollo系統的無人駕駛汽車。

除此之外，還有香港城市大學的自動導航車及服務機器人，中科院自動化所開發的全方位移動機器人視覺導航系統，國防科技大學的雙足機器人，南京理工大學、北京理工大學、浙江大學等多所學校聯合研究的軍用室外移動機器人等。