首先回答第一個問題，什么是機器人，什么仿人機器人？
“機器人（robot）”這一詞匯在日常生活中常常用到，尤其是在大量影視作品中，《恐龍?zhí)丶壙巳枴泛汀惰F臂阿童木》是我兒時對機器人的最早記憶了，《機器人總動員》（2008年上映）中的瓦力和伊娃的感人故事，更是賦予了機器人以生命。其他作品，例如《終結者》、《星球大戰(zhàn)》、《機械公敵》等等，舉不勝舉，實際上，機器人被賦予生命是機器人研究的終極目標。
在給出仿人機器人概念之前，我們不妨先討論一下機器人的概念。實際上，迄今為止，針對“機器人”仍沒有一個確切的定義。“機器人”是20世界出現(xiàn)的一個新名詞。1920年，捷克劇作家Karel Capek在他的Ruossum's Universal Robots最早提出了機器人的概念，在拉斯夫語言中，robota表示強制勞動的意思，因此robot最早被賦予“奴隸機器”的涵義。1967年日本的“人工手研究會”舉辦了第一屆機器人學術會議，并將機器人定義“一種具有移動性、個體性、半機械半人性、自動性和奴隸性”的操作工具。斯坦福大學的B.Roth認為，機器人是一種與人、動物或其他機械協(xié)同工作的機械，包括自動型和半自動型。從機械設計觀點出發(fā)，K.J.Waldron提出“機器人是一種具有較多自由度，由機構之間具有接口的主動系統(tǒng)進行決策和控制的機械”。國際標準ISO與1994年出版的《工業(yè)操作機器人用于》一書中，定義機器人為“A Manipulating industrial robot is an automatically controlled, reprogrammable, multi-purpose, manipulative machine with several degrees of freedom, which may be either fixed in place or mobile for use in indutrial automation applications”，美國機器人學會對機器人定義與此相近，“A reprogrammable, multial manipulator designed to move material, parts, tools, or specialized devices through various programmed motions for the performance of a variety of tasks”，日本工業(yè)標準對機器人則定義為“一種能夠通過自動控制來進行操作或移動，且由程序對各種作業(yè)進行控制的工業(yè)機械”。可見，即使是工業(yè)標準對“機器人”的定義也存在大量爭議。在此，我們不妨給出機器人的定義為“一種具有感知和決策能力的自動化設備”，那么，“遙控汽車”算不算機器人？不算，因為遙控汽車不具備感知和決策能力。但是，如果遙控汽車配置了一定的傳感器并且具備了一定的環(huán)境適應能力的話，那么此時的遙控汽車就成了機器人，例如電子設計大賽經(jīng)常用到的“尋跡小車”。同樣道理，“遙控飛機”不是機器人，但“無人機”就是機器人。
提到機器人，我們不得不提機器人三大定律，機器人三大定律是由作家Asimov于1942年提出來的，機器人三大定律其實從機器人倫理學角度提出的，但卻可能成為影響機器人發(fā)展的一個重要概念。定律如下：
第一、機器人必須不危害人類，也不允許在人類受到危害時，袖手旁觀
第二、機器人必須絕對服從人類的命令，除非違背第一定律
第三、在不違背第一定律和第二定律的前提下，機器人必須保護自身不受到傷害。
三大定律明確界定了機器人的職責，但是問題來了，“人類如果發(fā)生戰(zhàn)爭，并且人類要求機器人對另外一部分人進行殺戮的時候，機器人該怎么處理”，首先不能服從定律一和定律二，因為機器人殺人必然違背了這兩個定律，這樣的話只有第三定律可以遵守，可以如果戰(zhàn)爭一旦爆發(fā)，機器人必然會受到傷害，要遵守第三定律，一個好的解決辦法就是“機器人對人類實施控制，阻止人類戰(zhàn)爭的發(fā)生”，這看起來似乎有點恐怖，電影《機械公敵》正是利用這三大定律對機器人的約束而展開的。最近熱播的電影《機器俠》中的K88對自身的思考，也從某種程度上反映了機器人的社會性。實際上機器人要真正進入人類生活，與人類協(xié)同工作，還有很長的路要走，機器人研究任重而道遠。
在給出了機器人定義以后，我們來討論仿人機器人的定義，仿人機器人最早的概念是由仿人機器人研究的領軍人物加藤一郎提出來的，他定義仿人機器人為具備下述三個條件的機器人，1)具備腦、手、腳三要素的個體 2)具有非接觸和接觸的傳感器 3)具有平衡覺傳感器和固有覺傳感器。實際上，加藤的定義是從仿人機器人的特點來給出的。仿人機器人著名研究學者Kajita對仿人機器人的定義更是簡單“外形像人的機器人”。其實，仿人機器人（Humanoid Robot）的概念是從機器人形態(tài)和功能的角度來定義的，通常區(qū)別于傳統(tǒng)的工業(yè)機器人等概念。有些機器人僅僅具有人體的部分外形，如上肢、頭部等，也被稱為仿人機器人。當然，在本博文中，我們所指的仿人機器人特指雙足步行（Biped walking）的仿人機器人也叫雙足機器人，它概念是從機器人的移動方式來定義的，通常區(qū)別于多足步行及輪式移動等步行方式。
對仿人機器人的研究的目的其實是為了能夠進入人類生活，并且與人類和睦相處。仿人機器人進入人類生活環(huán)境并與人類和諧共處，使得仿人機器人從功能角度必須具備下述三大特征：
第一、能在人類所處的現(xiàn)實環(huán)境中工作
現(xiàn)代社會的環(huán)境是為人類自身設計的，例如走廊的寬度，階梯的高度，扶手的位置和門把的位置等等，由于仿人機器人具備人類的外形，能夠像人一樣的活動，并且不需要專門為仿人機器人的應用進行大規(guī)模的環(huán)境改造。因此，從與人類協(xié)同工作角度來看，開發(fā)仿人機器人比修改整個環(huán)境更顯得經(jīng)濟合理。
第二、能使用人類所用的工具
人類在社會文明活動中設計了適合于自己使用的各種各樣的工具，例如椅子的形狀和高矮，桌子的高度，門把的位置等等。使用人類已有工具，是仿人機器人研究的一個重要意義所在。
第三、具有人的外形
研究表明，具備人的外形的機器人更容易被人類所接受，并且接近程度越高，被接受和認可的程度就越高。具有人的外形是機器人成為人類伙伴并為人們帶來樂趣的非常重要的因數(shù)，這個特征應該是科幻小說和電影中很多機器人都像人的主要原因。
上述三大特點使得仿人機器人具備了在人類生活環(huán)境中活動的能力，但仿人機器人要進入人類生活，面臨的問題很多。當然研究仿人機器人不單單是為了能夠成為人類的娛樂工具，它的實際價值很多，下一部分內容將討論為什么要研究仿人機器人。
以下列出本節(jié)內容的主要參考文獻，有興趣的朋友不妨一讀：
[1] 日本機器人學會編，宗光華等譯. 新版機器人技術手冊[M]. 北京：科學出版社，2007
[2] 梶田秀司．仿人機器人 [M]．北京：清華大學出版社，2007.
