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對(duì)于機(jī)器人，相信很多人都還停留在日本科學(xué)機(jī)器人的幻想中，但是你們?nèi)绻犝f，在古代就有了機(jī)器人一說，你們?cè)趺纯矗?/p>

木牛流馬大家都非常熟悉了，這是中國(guó)的，在西方，很早也就有了機(jī)器人的記載。

讀過《三國(guó)演義》的人都知道，1700多年前諸葛亮曾經(jīng)發(fā)明一種步行機(jī)器人——木牛流馬。它外形如牛，步態(tài)如馬，能載運(yùn)糧草。有些學(xué)者認(rèn)為那是小說作者為了突出諸葛亮智能過人而杜撰出這么一段故事情節(jié)，但大多數(shù)學(xué)者都深信諸葛亮確實(shí)發(fā)明過木牛流馬，只是后來失傳了。

諸葛亮到底有沒有發(fā)明過木牛流馬?要知道機(jī)器人的歷史并不很長(zhǎng)。還不到百年的時(shí)間，三國(guó)時(shí)代的諸葛亮能發(fā)明機(jī)器人嗎?

1986年，當(dāng)三匹木牛流馬突然出現(xiàn)在四川漢中當(dāng)年諸葛亮運(yùn)糧的古道上時(shí)，人們突然覺得時(shí)光倒流了，不由得發(fā)出一聲聲驚嘆。

原來，這些木牛流馬是新疆工學(xué)院古機(jī)械研究室高級(jí)工程師王湔經(jīng)過40多年的潛心研究復(fù)制出來的。這些木牛流馬后面有二個(gè)手柄，可用以掌握平衡和轉(zhuǎn)向，內(nèi)部則為連桿結(jié)構(gòu)。輕輕推動(dòng)或拉動(dòng)，它的四條腿便會(huì)交叉完成支撐，彎曲、離地、連動(dòng)等動(dòng)作，就像馬的步伐一樣有節(jié)奏地行走起來，并且步伐和諧、輕快，轉(zhuǎn)彎進(jìn)退皆自如，讓人不由不驚嘆古人的智慧和創(chuàng)造力。

1991年，王湔又成功地復(fù)制了失傳近2400多年的魯班木馬車：昂首的木馬拉著二輪木車，木車在木馬的牽引下穩(wěn)健前行，如遇下坡，木馬車還能靠自身重力自動(dòng)行走。王湔說，比諸葛亮所處的時(shí)代早700年的魯班木馬車構(gòu)造比木牛流馬簡(jiǎn)單。

據(jù)說魯班還發(fā)明制造了能在天上飛的機(jī)關(guān)鳥——木鳶。那一年，他成婚不久，就被涼州(今武威)的一位高僧請(qǐng)去修造佛塔，2年后才完工。他人雖在涼州，但對(duì)家中父母放心不下，更想念新婚的妻子。怎樣既不耽誤造塔又能回家呢?他在天空飛旋的禽鳥啟發(fā)下，造出了一只精巧的木鳶，安上機(jī)關(guān)，騎上一試。果然飛行靈便。于是，每天收工吃過晚飯，他就乘上木鳶，在機(jī)關(guān)上擊打三下，不多時(shí)便飛回敦煌家中。妻子看到他回來，自然十分高興，但怕驚動(dòng)父母，他也沒有言語，第二天大清早，他又乘上木鳶飛回涼州。這樣，時(shí)間不長(zhǎng)，妻子便懷孕了。魯班的父母早睡晚起，根本不知兒子回家之事。見兒媳有孕，還以為她行為不軌。婆婆一查問，媳婦便將丈夫乘木鳶每晚回家之事說明白，誰知，二老聽了不信，晚上要親自看個(gè)真假。掌燈時(shí)分，魯班果然騎著木鳶回到家中，二老疑慮頓散。老父親高興地說：“兒呀，明天就別去涼州工地了，在家歇上一天，讓我騎上木鳶，去開開眼界?！钡诙烨逶纾细赣H騎上木鳶，兒子把怎樣使用機(jī)關(guān)做了交代：“若飛近處，將機(jī)關(guān)木楔少擊幾下；若飛遠(yuǎn)處，就多擊幾下。早去早回，別誤了我明日做工?！崩细赣H將交代記在心中，騎著木鳶上了天，心想飛到遠(yuǎn)處玩一趟吧。就把木楔擊了十多下，只聽耳邊風(fēng)響，嚇得他緊閉雙眼，抱緊木鳶任憑飛翔。等到木鳶落地，睜眼一看，已經(jīng)一下子飛到了吳地(今江蘇、浙江一帶)。吳地的人見天上落下一個(gè)怪物，上騎白胡子老頭，還以為是妖怪，圍了上去，不由分說，亂棒把老頭打死，亂刀把木鳶砍壞。魯班在家等了好多天，不見父親返回。他怕出事，又趕做了一只木鳶，飛到各處尋找。找到吳地以后一打聽，才知父親已經(jīng)身亡。他氣憤不過，回到肅州(今酒泉)雕了一個(gè)木頭仙人，手指東南方。木仙人神通廣大，手指吳地，當(dāng)年吳地便大旱無雨，顆粒無收。

3年之后，吳地百姓從西來的商人口中得知，久旱無雨原是魯班為父報(bào)仇使的法術(shù)，便帶著厚禮來到肅州向魯班賠罪，并講了誤殺他父親的經(jīng)過。魯班知道了實(shí)情后，對(duì)自己進(jìn)行報(bào)復(fù)的做法深感內(nèi)疚，立即將木仙人手臂砍斷，吳地當(dāng)即大降甘露，解除了旱災(zāi)。之后，魯班左思右想，認(rèn)為造木鳶，使父亡；造木仙人，使天大旱，百姓苦，是干了二件蠢事，便將這二樣?xùn)|西扔進(jìn)火里燒了，木鳶和木仙人便就此失傳了。

中國(guó)古代還有一個(gè)可與“木工祖師”魯班齊名的人，那就是被人稱為“木圣”的馬鈞。馬鈞是三國(guó)時(shí)魏國(guó)人，他復(fù)原了眾多過去只聞其名、未見其物的機(jī)關(guān)發(fā)明。比如相傳出自黃帝的指南車、東漢畢嵐的翻車等。其中最精妙的當(dāng)屬水轉(zhuǎn)百戲。史載，一個(gè)藩國(guó)向魏明帝進(jìn)貢了一種雜耍模型，名為百戲。明帝叫人把它安置在洛陽宮里，可安裝完成后，眾多木偶人卻呆若木雞，動(dòng)不起來。明帝問馬鈞：“你能使這些木偶活動(dòng)嗎?”馬鈞回答：“能!”明帝遂命馬鈞加以改造。馬鈞叫人購買了上等的木料，叫工人依照他設(shè)計(jì)好的圖樣，雕成許多整齊排列的木齒輪，同時(shí)建起一座大蓄水池，以水力驅(qū)動(dòng)控制木偶的機(jī)關(guān)。當(dāng)魏明帝前來觀看時(shí)，只見木偶們有的擊鼓，有的吹簫，有的跳舞，有的耍劍，有的騎馬，有的翻滾，有的拋球，有的疊羅漢，有的在繩索上倒立，有的做出各種驚險(xiǎn)動(dòng)作。另外還有百官行署，真是變化多端，惟妙惟肖，極為生動(dòng)有趣。

隋煬帝時(shí)，有位叫黃袞的人，他制造的木偶機(jī)器人足可與“木圣”馬鈞的木偶機(jī)器人比個(gè)高下。黃袞根據(jù)《水飾圖經(jīng)》，用木制成“水飾”，供隋煬帝玩樂?！八棥庇心究虉蛩醋塾诤?、大禹治水、秦始皇人海見海神、漢高祖隱芒碭山、漢武帝泛樓船于汾河、屈原投曰羅江、巨靈開山、長(zhǎng)鯨吞舟等。隋代杜寶《大業(yè)拾遺記》說，隋煬帝嘗為“水飾”，“有七十二勢(shì)，皆刻木為之?；虺酥?，或乘山，或乘平洲，或乘盤石，或乘宮殿。木人長(zhǎng)二尺許。衣以綺羅，裝以金碧，及作雜禽獸魚鳥，皆能運(yùn)動(dòng)如生，隨曲水而行”。

唐朝有位技藝高超的匠人叫楊務(wù)廉，特別能搞巧妙的發(fā)明設(shè)計(jì)。他曾經(jīng)在沁州市雕刻一個(gè)木僧人，手里端著一只木碗，自動(dòng)向人乞討布施。等到木碗中的錢盛滿了后，機(jī)關(guān)的鍵鈕突然自己發(fā)動(dòng)，這個(gè)木僧人就會(huì)自己說聲：“布施!”全沁州市的人都爭(zhēng)搶著觀賞這位木僧機(jī)器人，都想昕昕木僧人發(fā)聲說話。于是爭(zhēng)著往木碗里放錢。一天下來，這位木僧機(jī)器人可以行乞到好幾千文錢。不料，這項(xiàng)發(fā)明很快就落后了。洛州的一個(gè)小縣令殷文亮，他刻制的木偶機(jī)器人不僅能說話，還能唱歌吹笙、勸人飲酒。最妙的是。如果酒杯里的酒沒有喝干，木刻機(jī)器人就不再給你斟酒；如果沒有喝盡興，就連唱帶吹催促你繼續(xù)飲酒。這個(gè)機(jī)器人有什么機(jī)關(guān)奧妙，誰也猜測(cè)不出來。

其實(shí)，早在4000多年前，中國(guó)的夏、商、西周時(shí)期就已有了機(jī)器人，而且是智能型的機(jī)器人?！读凶印珕枴分芯陀涊d著這樣一個(gè)故事：

周穆王巡狩西部，途中遇到了藝人偃師。偃師讓倡優(yōu)為周穆王表演歌舞，倡優(yōu)唱歌符合音律，跳舞符合節(jié)拍，技藝非常熟練高超。當(dāng)周穆王正看得津津有味時(shí)，那倡優(yōu)動(dòng)了感情，竟用眼神來勾引王妃。周穆王發(fā)現(xiàn)后大怒。下令要?dú)①葞?，偃師非常害怕，趕緊拔劍把倡優(yōu)斬了。原來那倡優(yōu)并不是真人，而是用皮革、木料、膠漆等東西制成的機(jī)器人。周穆王一看怒氣頓消，偃師這才免遭一場(chǎng)殺身之禍。2000多年后，李商隱在詩中還談到這件事：“不須盡看芻龍戲，終遣君王怒偃師?！?/p>

在生產(chǎn)力和科技水平非常低下的遠(yuǎn)古時(shí)代，那位偃師是用什么手段制造了這樣一個(gè)完美的智能機(jī)器人?難道偃師當(dāng)時(shí)已懂得制造計(jì)算機(jī)?再說這個(gè)機(jī)器人的動(dòng)力系統(tǒng)是什么?是由人暗中操縱的，還是采用了什么先進(jìn)技術(shù)?因史書上沒有記載，所以這個(gè)機(jī)器人就成了千古疑案。

240年前的 機(jī)器人：

早在240年前，一名瑞士鐘表匠和他的兒子就發(fā)明出了一些靠發(fā)條驅(qū)動(dòng)的世界最古老機(jī)器人，它們能寫字、畫畫、彈琴。目前，這些罕見的機(jī)器人正在瑞士一家博物館中展出。

　　只要更換“寫字機(jī)器人”的40個(gè)可替換凸輪，它就可以寫出不同的詞句。這意味著這種機(jī)器人可以被“編程”，所以“寫字機(jī)器人”也被一些科學(xué)家視為現(xiàn)代計(jì)算機(jī)的“始祖”。

古代人的“機(jī)器人夢(mèng)”：《荷馬史詩》記載中的機(jī)器人：

仿制的達(dá)?芬奇機(jī)器獅子

　　但人們并不知道，達(dá)?芬奇是否真的曾經(jīng)將他手稿中設(shè)計(jì)的眾多發(fā)明制作成實(shí)物。如果根據(jù)這個(gè)圖紙制作，是否真的能造出一個(gè)能夠活動(dòng)的機(jī)器人呢？

　　今天的科學(xué)家將要解答這個(gè)疑問。

　　意大利的弗洛倫薩是達(dá)?芬奇完成他的大部分作品的地方。在這里，也有一家達(dá)?芬奇博物館，機(jī)器人史學(xué)家就是在這里，依靠五百年前繪制的那份草圖復(fù)制出了“達(dá)?芬奇機(jī)器人”。

　　這個(gè)機(jī)器人運(yùn)用了簡(jiǎn)單的機(jī)械原理，機(jī)器人身上的齒輪連著纏繞繩子的轉(zhuǎn)軸，主齒輪旋轉(zhuǎn)的時(shí)候，繩索就會(huì)松開或者拉緊，相連的四肢就會(huì)活動(dòng)起來。每操作一個(gè)部件，就能產(chǎn)生一個(gè)肢體動(dòng)作。所有的部分連在一起就組成了一個(gè)了不起的、能夠活動(dòng)的機(jī)器軀體。

　　達(dá)?芬奇之所以能夠設(shè)計(jì)出這個(gè)機(jī)器人，是由于他了解許多關(guān)于生物力學(xué)的先進(jìn)知識(shí)。達(dá)?芬奇在師從韋羅基奧時(shí)開始認(rèn)識(shí)人體解剖學(xué)。他曾經(jīng)解剖了 30 具不同性別年齡的人體。他對(duì)人類的肌肉、韌帶和關(guān)節(jié)等都進(jìn)行了詳盡的研究。許多人都認(rèn)為達(dá)?芬奇對(duì)人體構(gòu)造的了解，對(duì)他在繪畫方面有相當(dāng)大助益。而能夠設(shè)計(jì)出關(guān)節(jié)活動(dòng)自如的金屬機(jī)器人，應(yīng)該也得益于此。

　　不論當(dāng)初達(dá)?芬奇是否將這個(gè)設(shè)計(jì)制作出來，今天的學(xué)者們根據(jù)他的圖紙，成功復(fù)制出“達(dá)?芬奇機(jī)器人” ，讓人們相信，早在五百年前的文藝復(fù)興時(shí)代，達(dá)?芬奇設(shè)計(jì)的機(jī)器人已經(jīng)能夠活動(dòng)。

　　□但是，達(dá)?芬奇機(jī)器人并不是他最神奇的發(fā)明，傳說，達(dá)?芬奇曾經(jīng)獻(xiàn)給法國(guó)國(guó)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(dāng)中。

　　據(jù)說這個(gè)獅子可以打開胸膛來顯出滿屏的百合花，于是當(dāng)法國(guó)國(guó)王突然收到這個(gè)獅子打開胸膛獻(xiàn)上的百合花時(shí)，所有人都驚呆了?？梢哉J(rèn)為，這是世界上第一個(gè)可編程的機(jī)器人。

　　今天，我們是否能用現(xiàn)代科技重現(xiàn)達(dá)?芬奇的獅子呢？

　　達(dá)?芬奇死后他的手稿流落四處，約占三分之二已經(jīng)丟失，其他的也被打亂了順序，而關(guān)于機(jī)械獅子的藍(lán)圖更是遺失不在，所以復(fù)原機(jī)械師子的挑戰(zhàn)是巨大的。

　　意大利佛羅倫斯德機(jī)器人實(shí)驗(yàn)室的“達(dá)?芬奇機(jī)器人”專家羅蘭希望運(yùn)用最新的軟件模型，能夠完成這個(gè)挑戰(zhàn)。

　　羅蘭介紹：最大的問題是要制造能做各種活動(dòng)的獅子，而且所有活動(dòng)都是通過彈簧完成的，不能用發(fā)動(dòng)機(jī)等其他任何電子設(shè)備。

　　歷史學(xué)家也嘗試?yán)盟羞_(dá)?芬奇留給我們的蛛絲馬跡進(jìn)行演繹推理。

　　羅蘭介紹：我們堅(jiān)持不用現(xiàn)代技術(shù)，或當(dāng)時(shí)不存在的技術(shù)來投機(jī)取巧。

　　通過只有達(dá)?芬奇本人掌握的技術(shù)信息，學(xué)者們終于復(fù)制出了這個(gè)成品。通過藏在體內(nèi)的動(dòng)力，這個(gè)復(fù)制品像五百年前一樣走在地上。研究人員如何讓機(jī)器人準(zhǔn)確表演的呢？研究人員發(fā)現(xiàn)所有一切都由中心鼓室控制。通過給簧片上弦達(dá)到各種效果，里面包括控制不同部位的上百個(gè)零件。而動(dòng)作的時(shí)間設(shè)置，達(dá)?芬奇是利用今天我們稱為齒輪齒數(shù)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(rèn)相對(duì)的速度，從而確定動(dòng)作的時(shí)間，這正是五百年前達(dá)?芬奇所做的。

　　看到古代人在電池、電力和電腦出現(xiàn)之前就制造了如此精妙的機(jī)械實(shí)在讓人驚嘆。

　　從亞歷山大的機(jī)器人原型到達(dá)?芬奇的巫術(shù)般的技藝，我們真正了解了機(jī)器人的歷史。

　　今天，我們相信我們創(chuàng)造了推動(dòng)我們生活的機(jī)器，但事實(shí)真的如此嗎？在古代，水力驅(qū)動(dòng)的機(jī)器和首個(gè)機(jī)器人已經(jīng)是生活的一部分了。有待發(fā)現(xiàn)的，也許是有一天我們必須承認(rèn)我們發(fā)明的東西，其實(shí)早就存在了。

仿制的達(dá)?芬奇機(jī)器人

　　□許多現(xiàn)代人都認(rèn)為，只有進(jìn)入二十世紀(jì)之后，制造自動(dòng)化機(jī)器的夢(mèng)想才能一步一步走向現(xiàn)實(shí)，但新的證據(jù)證明，古人已經(jīng)制造過許多能夠自動(dòng)運(yùn)作的機(jī)械裝置。

　　亞歷山大，埃及最重要的城市之一。公元前三世紀(jì)時(shí)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(jī)械和技術(shù)。古代文獻(xiàn)記載，當(dāng)時(shí)的朝圣者參拜神廟時(shí)通過的是自動(dòng)門；觀眾紛紛涌入自動(dòng)的木偶劇院；文獻(xiàn)中甚至描述了能自行飛躍神廟的戰(zhàn)車。城市已經(jīng)變成一個(gè)生活中充斥各種精密機(jī)械的科技園。

　　在這個(gè)領(lǐng)域，最為著名的領(lǐng)航者，就是希羅，他可以稱得上是機(jī)器人鼻祖。他以測(cè)試和展示自己的理論以及設(shè)備來制造驚奇和娛樂而著稱。

　　希羅在其機(jī)械學(xué)里面記載了當(dāng)時(shí)的杠桿滑輪斜面，還有好多工程技術(shù)方面的記載都是當(dāng)今的工程技術(shù)的開創(chuàng)者。

　　希羅在他的《氣體論》中，表示空氣也是一種物質(zhì)，水不能進(jìn)入充滿了空氣的容器。他還認(rèn)識(shí)到空氣是可以壓縮的。在利用空氣動(dòng)力方面，希羅制造了一個(gè)很著名的裝置――一個(gè)帶有兩段彎管的空心球體，當(dāng)球中的水被燒沸之后，蒸汽通過彎管向外噴，產(chǎn)生一個(gè)反沖力使球體轉(zhuǎn)動(dòng)。希羅所發(fā)明的這個(gè)汽轉(zhuǎn)球，是有文獻(xiàn)記載以來的第一部蒸汽機(jī)。它比工業(yè)革命早兩千年制造。

　　如今這種技術(shù)科學(xué)上被稱為氣體力學(xué)。氣體力學(xué)是研究氣體平衡和運(yùn)動(dòng)規(guī)律的科學(xué)。希羅的許多設(shè)計(jì)都利用了氣體力學(xué)的原理。

　　希羅被后人認(rèn)為是那個(gè)時(shí)代最偉大的實(shí)驗(yàn)家和工程師，不僅僅因?yàn)樗跉怏w力學(xué)方面的建樹，這位兩千多年前的古人，在力學(xué)、數(shù)學(xué)方面也有許多重要的發(fā)現(xiàn)，他甚至發(fā)明了世界上最早的自動(dòng)售賣機(jī)。

　　希羅設(shè)計(jì)的一些小裝置，直到今天人們?nèi)匀辉谑褂?，其中有種裝置被稱作凸輪。輪子轉(zhuǎn)動(dòng)的時(shí)候，它會(huì)上下移動(dòng)，聽起來簡(jiǎn)單，但這個(gè)神奇而簡(jiǎn)單的設(shè)備把圓周運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直運(yùn)動(dòng)，讓輪子可以產(chǎn)生推拉效果。反過來說推拉動(dòng)作也可以變成圓周運(yùn)動(dòng)，這就是引擎里面運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)變成圓周運(yùn)動(dòng)的原理。這種原理今天仍應(yīng)用于所有引擎上。

　　在希羅眾多發(fā)明里面，他還設(shè)計(jì)過一個(gè)由機(jī)器人充當(dāng)演員的戲院。這對(duì)他來說也是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)。

　　在愛爾蘭的都柏林，機(jī)器人設(shè)計(jì)師復(fù)制了這個(gè)戲院：背景垂下，演員和場(chǎng)景都在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)間，在舞臺(tái)上移動(dòng)。

　　希羅是如何確定每件事都在固定的時(shí)間點(diǎn)發(fā)生呢？

　　所有動(dòng)作都由一件事驅(qū)動(dòng)，實(shí)在令人難以置信：當(dāng)放開沙漏的開關(guān)時(shí)重物下降，重物連接一個(gè)拉轉(zhuǎn)閥門的凸輪。這些連接線跟夾子相連，當(dāng)夾子被釋放時(shí)，部分場(chǎng)景就隨著重力落下，其他的架子釋放第二層重物，導(dǎo)致其余連接的布景在舞臺(tái)上移動(dòng)。

　　希羅的劇院是一個(gè)高度復(fù)雜的自動(dòng)化機(jī)器，更讓人意想不到的是它還可以設(shè)置程序。

　　□要看真正自驅(qū)動(dòng)可編程機(jī)器人，我們還要看另一位歷史上著名發(fā)明家達(dá)?芬奇的作品。

　　列奧納多?達(dá)?芬奇，是那個(gè)時(shí)代最重要的天才，他不僅僅是一位偉大的藝術(shù)家，也癡迷于機(jī)械和其他自然科學(xué)，他的很多超越時(shí)代的觀念改變了世界。

　　達(dá)?芬奇故鄉(xiāng)的達(dá)?芬奇博物館收藏了一些達(dá)?芬奇重要發(fā)明的模型：絕妙的平衡起重機(jī)；直升機(jī)雛形；長(zhǎng)得像爪子一樣的用于未來飛行機(jī)器的翅膀；在投入戰(zhàn)爭(zhēng)應(yīng)用之前四百年，就被達(dá)?芬奇設(shè)計(jì)出來的，裝有重型防護(hù)和威力無窮的大炮的超級(jí)坦克。

　　除了收藏這些珍貴的模型，博物館內(nèi)更有價(jià)值的藏品是達(dá)?芬奇自己繪制的設(shè)計(jì)手稿。

　　身為左撇子的他，一生中都以鏡像寫字。對(duì)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(huì)將剛寫好的字弄糊。但這樣的書寫習(xí)慣卻給后人解讀他的手稿帶來了諸多困難。直到十七世紀(jì)，才有人開始解讀這些結(jié)合了大量筆記和繪圖的手稿。

　　這些手稿中，包括上百件達(dá)?芬奇發(fā)明創(chuàng)造的草圖和藍(lán)圖，其中隱藏了一項(xiàng)神奇的設(shè)計(jì)，它會(huì)挑戰(zhàn)發(fā)明機(jī)器人的歷史記載。這項(xiàng)發(fā)明的內(nèi)容極盡詳細(xì)地描繪了一個(gè)看起來像騎士的機(jī)器人的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。這個(gè)設(shè)計(jì)可能是達(dá)?芬奇在1495年完成的，但直到二十世紀(jì)五十年代才被發(fā)現(xiàn)。人們把它稱為“達(dá)?芬奇機(jī)器人”。