让人叹为观止的古代机器人

作者: 科技新闻  发布:2020-02-14
导读:作者 万瑜我们面临着两个里程碑,这两个里程碑反映了人类对人造对等概念(机器人)的持久兴趣。2019年是意大利科学家艺术家莱昂纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci)逝世500周年,他的类人...

作者 万瑜

我们面临着两个里程碑,这两个里程碑反映了人类对人造对等概念(机器人)的持久兴趣。2019年是意大利科学家艺术家莱昂纳多·达·芬奇(Leonardo da Vinci)逝世500周年,他的类人机器人的设计和模型仍然激励着机器人技术和人工智能的专家。

然而,机器人的起源可以追溯到法老的埃及,古典希腊和中世纪早期的伊斯兰世界,达芬奇正是以此为基础发展了他的一些作品。

今天,聪明不再是专门为人们使用的词。从汽车到吸尘器,再到全自动工厂,机器人或完成通常为人类保留的任务的可编程机器越来越普遍。有些是带AI功能的冰箱,可以为您点菜。有些是“数字助理”,例如亚马逊的Alexa和苹果的Siri。其他的则是类人动物,并具有人工智能和面部识别功能,可以与人互动。

最终,一些未来学家期望某些机器人的外观会越来越像我们,拥有合成的皮肤和头发,具有单独的(或没有)面部和身体。还有一些则没有类人特征,但能够完成复杂的任务。

出乎意料的是,我们关于机器人如此具有未来感的想法是建立在早于电路和计算机处理器的机器人上的。机器人领域开始了几个世纪千年前,古埃及人建造了机械人,不仅给神灵提供了形式,而且还让他们动了起来。中世纪科学黄金时代的穆斯林设计了复杂的自动机械人,这些自动机械启发达文西(Da Vinci)等文艺复兴时期的数学家的绘画和设计。

从美洲到非洲再到东亚,从早期的传说中就可以看到动画雕像和自动机在世界上的出现,通常是奴隶或众神的代表。

法国埃及学家曾经发现埃及人有“说话的雕像”,即他们神灵的图像,由涂漆或镀金的木头制成,四肢节肢和关节由神父祭司操纵。这些雕像能回答问题,有时发表了冗长的讲话。据说在底比斯(Thebes)的阿蒙神庙的一座雕像举起手臂,从王室的男性成员中选出下一个法老王。

祭司们将自己视为神与凡人之间的中介,他们坚信神灵居住在雕像中,并引导他们产生声音和动作。

埃及的这一传统似从北向地中海沿岸传到了希腊,在希腊注入了神话和传说,并最终注入了科学。当时的希腊知识分子对埃及文化有扎实的理解,他们将其视为知识和深奥智慧的来源。他们中的一些人认为埃及在遥远的过去曾影响过希腊。

希腊人关于机器人的神话概念演变成更为详细(实用)的工程概念。希腊科学家和发明家开发了模拟人体动作的技术。金属加工之神赫菲斯托斯是发明者,他创造了由金制成的智能女性机器人,用以辅助他的锻造工作。

亚历山大时代希腊发明者克特西比乌斯,在公元前三世纪的时候,开创性的使用了压缩空气和液压装置。他建立了由凸轮或旋转机械连杆操作的自动机,将旋转运动转换为线性运动。他的机器人雕像可以站立和坐着,并被用于游行。尽管Ctesibius的著作未能幸存,但后来的发明家和工程师采用并改进了他的技术。

拜占庭的发明者斐洛的著作《力学纲要》描述了一位女性机器人仆人,当她将杯子放在手里时,他们可能会混合不同的液体来饮用。

在第一世纪的行政长官,希罗是由斐洛的影响。他设计了自动售货机,自动门和一种称为aeolipile的早期蒸汽动力机制,该机制在瓦特的发动机诞生之前的1700年就开始了,该发动机使用通过金属球上的成角度的喷嘴喷射的蒸汽来使地球旋转。

希罗在他的论文《自动制造》中描述了一种自动木偶剧院,该剧院使用重物,车轴,杠杆,滑轮和车轮组合来完成整个舞台剧。一个可编程的机器人推车在舞台上载着其他机器人来为观众表演。重量的下降拉动了缠绕在推车两个独立轴上的绳索。

罗马帝国的崩溃和欧洲中世纪时代的出现创造了一种奇幻故事传播的氛围。其中的故事是罗马遗失宝藏的故事,藏在山下埋藏的宝库中,并由金色机器人守卫。

这些欧洲故事后来在阿拉伯语版本“黄铜之城”中得到呼应,这是《一千零一夜》中的一个冒险故事。在这个故事中-根据伊本·法齐的历史记载,乌马亚德·哈里发发动的一次军事远征队在西北非洲的沙漠中发现了一座废弃的,有围墙的城市。这座城市以高耸的黄铜墙而闻名,据称是所罗门国王建造的,曾经是繁荣的首都,直到一场未知的灾难袭来,所有居民死亡,他们被木乃伊埋葬在下落的地方。

这座城市美丽的女王经过防腐处理并穿着高雅,坐在她的宝座上,并由两个装有剑的机器人守卫着。当一个探险家试图从女王的身上取下女王的珠宝时,机器人开始活跃起来,殴打该男子并将其斩首。

在罗马沦陷后,首先是拜占庭人,然后是阿拉伯人在中东保存了机械艺术。大约公元850年,班·马萨等三个兄弟公布一幅插图的作品,书中记载了大约100种自动化设备,包括一个水动力系统。

在那个时代,阿拉伯和伊斯兰科学蓬勃发展。巴努·穆萨(Banu Musa)和贾扎里(al-Jazari)的一些手稿得以保存,但要取得许多其他工程成就,我们必须依靠历史学家,旅行者和来访外交官的说法。

在伊斯兰时期,埃及继续在亚历山大科学家的工作基础上取得机器人成就。一个历史记载向我们介绍了12世纪的法蒂米德,其大厅设有八位唱歌的机器人雕像,四只由樟脑制成的雕像和四只琥珀色的雕像,穿着时髦的服装和珠宝。当按摩师走进房间时,雕像鞠躬。当他坐下时,他们站直了。阿育吠陀历史学家伊本·穆亚瑟(Ibn Muyasser)撰写的这份报告保存在另一位埃及历史学家al-Maqrizi的著作中。

自古以来,自动机械的发展就随着工程技术的成熟而发展,从古埃及的简单寺庙雕像开始,使用基本的杠杆和绳索使肢体和管子从隐藏的位置说话,到希腊的机器人使用液压,压缩空气和基本用于将身体部位移动到中世纪伊斯兰世界自动运转的凸轮,借助先进的凸轮,凸轮轴甚至曲轴以及先进的液压和气动装置,使运动更加逼真。

公元前三世纪希腊化的水驱动机械内置了一个早期的凸轮。凸轮和凸轮轴都将稍后出现在贾扎里(al-Jazari)的机器人作品中。凸轮和凸轮轴在14世纪开始出现在欧洲的机械中。

曲轴是这项技术的下一个阶段,它将旋转转化为线性运动,这对于当今的许多机械(包括汽车的内燃机)都是必不可少的。曲轴被公认为是最重要的机械发明之一,由贾扎里(al-Jazari)创立,当时他是阿图齐德(Atuqid)王朝的首席工程师,当时是为了灌溉灌溉用水而开发的。他写于1206年的《巧妙的机械设备知识》包括活塞和阀门的使用发展以及一些由水和重物驱动的首批机械钟表。

伊斯兰世界的机器人设计进入了欧洲

伊斯兰世界的机器人设计逐渐向西传播,整个拉丁中世纪,有许多令人咋舌的机械艺术实例。音乐喷泉,机器人仆人,机械野兽和人工鸣禽。其中大多数是在巴格达,大马士革,君士坦丁堡和喀喇昆仑等国际大都会设计和建造的。这种自动机是外国统治者送给中世纪的欧洲,或者是旅客到这些遥远地方的地方带来的。

中世纪的西方科学家进一步推动了这些工程学概念。

格伯特是一位10世纪的法国牧师,曾在伊斯兰科尔多瓦学习科学,他是天文观测的先驱,介绍了浑天仪和恒星仪。他将算盘和阿拉伯数字的算术运算带到了北欧。他的科学成就促成了他死后一个世纪的传奇传奇,其中包括声称他制造了一种可以说出天体现象并预示未来的机器人(会说话的人形头部)。

据说其他欧洲中世纪科学家也创造了这种“会说话的头”。学者们怀疑,“会说话的头”这个概念起源于阿拉伯民间故事。它在欧洲成为了有力的形象,并在流行的想象力中与德国的阿尔伯特大帝和英国的罗伯特·格罗斯特泰斯特和罗杰·培根等领先科学家联系在一起。

贾扎里(Al-Jazari)在欧洲文艺复兴时期科学家中的影响力在达·芬奇(da Vinci)的作品中尤为明显,达芬奇对人体的机制着迷,并研究了模拟生物行为的方式。1495年,他建造了一个带有滑轮和齿轮的类人机器人,使其可以移动手臂和下颌,并可以站起来站立。

机器人装扮成骑士,穿着庞大的德国意大利装甲,也可以抬起遮板,露出其脸部和活动的下巴。达芬奇的机器人在其上躯干中采用了四个机械操作关节,在腿部采用了独立的三个机械。它在达芬奇的赞助人米兰公爵卢多维科主持的盛大活动中公开亮相。

从数百年前有远见的发明家的想象力到今天的人工智能,人类理想中的机器人越来越近,后世的人们看待我们今天的机器人,应该也如同我们看待古埃及时代的机械一样吧。

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