微型机器神通广大

　　人类已经能够把电子器件制成集成电路，在一块指甲大小的片上“集成”成千上万、数十万甚至几百万个电子器件。那么，与之相配的机械装置能不能也“集成”一下呢？自从科学家在纳米科学方面取得了长足进展以后，微型机器已不再是幻想。从1987年开始，美国、德国和日本等国走在了研究的前列。美国的贝尔实验室、加里福尼亚大学柏克莱分校、麻省理工学院等先后研制成功了直径只有125微米、60微米、600微米的晶硅汽轮机和硅静电马达，转速可从每分钟2400转跃升到60万转。前苏联著名的飞机设计师苏哈夫制造成功的超微内燃机，它的汽缸容积仅90毫升，重量仅12.5克，每分钟转速可达12000转，使用的燃料为甲醇、蓖麻油、甲烷的混合物，每毫升燃料可工作45分钟呢！

　　更令人惊叹的是，日本东京大学中岛尚正教授等人研制出来的超微发动机，汽缸容积只有0.11毫升，它是利用电热器加热，通过气体体积的变化来推动活塞作上下运动的。这种超微发动机用作超微机器人的动力源，是再合适不过了。

　　微型机器可以制成一颗小小的“药丸”，医生让病人吞进肚子里，便可以从病人旁边的监测仪上精确地测知病人体内各处的温度是否异常。原来，这台微型机器是由一个微型硅温度计和一套微电子线路构成的，它能不断地向体外和监测仪发送它所测量到的温度信息。

　　在作血管成形手术时，为了清除血管壁上的硬化瘢块，就必须在病人的动脉中放进一个小气球，并在气球后面拴上一台微型机器——压力传感器，以便及时地告诉医生清除瘢块的进展情况。如果将微型机器注入脑血栓患者的被阻塞动脉内，就可以完成动脉的清通，接好被切断的神经，使脑血栓患者获得康复呢！

　　在进行视网膜开刀手术时，眼科医生可将遥控微型机器人放入眼球。在眼球运动的条件下进行难度很大的手术，使医生真正做到得心应手，游刃有余。当然，医生也可以用微型机器为肾脏病人切除拳头大小的肾，而病人体表的刀口只有手指甲那么大。原来，医生先将一只小口袋从小刀口放入病人的腹腔，然后借助微剪刀把肾切成碎片，装进小口袋里，并用微型搅拌机将碎肾片捣烂，这样，不就可以从小刀口中将装肾的小口袋取出来了吗？

　　除了医学领域，微型机器也可以用于航天、航海、农业等各行各业。例如，可以把成千上万台微型地震仪分布到地球各处，测量地球的地质构造；可以把微型机器人扔到船下，“吃”掉船底的贝类和苔藓，从而提高航速。

　　可以把大量的微型机器人撒入农田，为农民消灭害虫……微型机器真可谓是机器家庭中的“小弟弟”，但是，这位新成员却大有“青出于蓝而胜于蓝”的气概，它正在大步跨进各行各业。

　　当然，制造微型机器也并非轻易之举，除了必须具备的高超的技术之外，还必须保持相当洁净的环境，即使是一粒灰尘、一根头发，一旦落到微型机器中，就犹如火车轨道上的大石头，微型机器当然就不能正常运行了。此外，一些轻微的风吹草动，也会使微型机器的零件东分西散。

　　几个世纪以来，人类依靠自己的勤劳和智慧创造发明了各式各样的机器，如果把它们排列在一起真是琳琅满目、丰富多彩啊！既有闻名于世的蒸汽机，内燃机，也有崭露头角的微型机器，正是它们使人类的生活更加完美，更加便捷。机器的家族伴随着人类从昨天走到了今天，它还将伴随着人类走向明天，开辟新的世界。

造纸机的发明

　　中国发明的造纸术，是以手工作业为基础，依靠技师手抄纸（竹）帘，一张一张地捞纸，然后干燥而成纸张。在那漫长的岁月里，纸张尺寸因受抄纸帘的限制，一般都不很大，主要供毛笔书写之用。公元8世纪，造纸术传入欧洲。

　　 18世纪，英国发生了产业革命，蒸汽机的发明，电能的应用，为从手工业工场准备向大机器生产过渡创造了条件。在欧洲，由于德国印刷机的出现，对纸张提出了更新更高的要求。

　　 1793年，法国一家印刷所的年轻学徒罗贝尔正忙着干活儿。他的师父大胡子朝他嚷道：“喂，拿错纸了，傻瓜！”罗贝尔赶紧过去。师父停下手中的活计，鼓着眼生气哩。

　　原来这家印刷所每天要印制许多小批量的印刷品，经常更换不同规格的纸张。一到印件额满后，有时就出错。罗贝尔受到师父的斥责，闷闷不乐地回家。他晚饭也吃不下，倒头便睡下了。半夜，罗贝尔睁开眼，反正睡不着，胡思乱想起来：纸，为什么一张张的？

　　纸，能不能卷成一卷？

　　纸，是怎样造出来的？

　　……

　　一连串的问号，在他眼前闪动

　　从此，罗贝尔利用工余时间，到附近的造纸工厂去参观、调查、绘图、计算。他开始懂得一点造纸的道理了。

　　薄薄的一张纸，造起来并不容易。首先，要取得纸浆（就是植物纤维与水的混合体），这些纸浆必须经过打浆处理。其次，把纸浆平摊在一张铜网上，水从网子流走，纤维交织在网上——便成了一张湿纸页（其尺寸依抄纸网而定）。再次，是湿纸页移到毛毯上，压榨，除去多余的水分。这一步步工序，全靠人力完成，中间还有间隔时间。不仅劳动强度大，时间也不短。

　　尤其是造出一张一张的，不能满足印刷的要求。

　　能否造一张“无限长”的纸呢？一个幻想在他的脑海中升起。能否用连续化的生产来代替这间些歇式的操作？另一个问号又冒出来了。经过5年的努力奋斗，1798年，罗贝尔终于制作了一个环形的“无端网带”，这就是长网造纸机的“胎儿”。纸浆流入网带上，随着手轮的摇动，洁白的纸页就不断地抄造出来。遂而申报了专利。

　　 1799年，罗贝尔到了英国，鉴于经济窘迫，便把该项专利权卖给了伦敦文具商亨利·福太尼亚。由亨利出资，聘请机械工程师唐金加以改良，按原来的构思重新设计。又经过了5年，1804年，唐金把造纸机按生产流程分为：铜网部、压榨部、干燥部以及卷纸部等。这样第一台实用型的长网造纸机终于完成。由于这种造纸是受亨利的经济支持后才得以实现的，因此有人称它为福太尼亚机。

　　费曼梦想成真

　　理查德·费曼是美国的一名物理学家。这位1918年生于纽约的杰出人物于1965年与许温格和朝永振一郎一起分享该年度的诺贝尔物理学奖金。因为他们对量子电动力学的基本粒子物理学做出了杰出的贡献。

　　 1959年，费曼突出奇想：“原子能不能按照我们的意志个个地排列呢？

　　如果能做到这一点，又会产生什么样的结果呢？”当时，这只是一个美好的梦想，谁知到了80年代，费曼竟然梦想成真。

　　 1982年，德国国际商用机器公司苏黎世实验室的宾尼和罗雷尔发明了新一代的电子显微镜——扫描隧道显微镜，它以空前高的分辨率为我们揭示了一个可直观的原子、分子世界。稍后不久，又发明了原子力显微镜，它也可“看”到原子，并且用途更为广泛。

　　扫描隧道显微镜不同于以往普通的显微镜，它是通过一根极细的针尖来观察物体的，因此，它的分辨率高得能够直接看到物质表面的原子结构，比电子显微镜还要高10多倍呢！更为惊奇的是，扫描隧道显微镜不仅能“看”到原子，还能通过它与物体表面的相互作用移动原子。这样，当时许多科学家认为，要不了多久，费曼关于移动原子的梦想就会变成现实。

　　 1989年的《时代》周刊上，刊出了一幅奇特的照片：由35个原子排列成的“IBM”3个字母。这便是由美国IBM公司的科学家在扫描隧道显微镜下移动镍晶体表面的氙原子“写”成的，这3个字母被称为当年最不起的公司广告。这一技术是在—263℃的液氦温度下进行的，当然是十分不容易的。

　　 1990年7月，在美国巴尔的摩召开了一次科技会议，正式标志着这一超微技术的诞生，并且命名为“纳米科学”。纳米即毫微米，也就是1微米的万分之一，这样小的程度，连技艺高超的微雕大师也要自叹弗如了。

　　此后，纳米科学又一步步地向前迈进着。1991年，日本日立制作所中心研究实验室的科学家，在室温下写出了一行原子文字：“PEACE’91”，意思为“和平’91”。德国科学家在2至3个原子的尺度上，在常温常压下进行刻蚀，并获得了成功。美国斯坦福大学的研究人员在百万分之一的头发丝上描绘出了“葛底斯堡”的地址字样，又在 100纳米的尺度上，绘制了一幅斯坦福大学的校徽，真是惟妙惟肖。

　　科学家们预言，正如 70年代微电子技术产生了信息革命一样，纳米技术将成为下一个信息时代的核心。

从制冷机到电冰箱

　　获得热很容易，但是想在热天得到一些冰，却不是一件简单的事情，罗马帝国的皇帝为了喝冷饮，驱使奴隶到高山上却取冰，冰水和血水洒满坎坷不平的山路。

　　我国古代则在隆冬季节采冰，存放在地窑里，以备夏天使用，科学家培根为了研究鸡肉为什么在冰雪里不腐烂，自己建了一个埋在地下的冰库，每天去观察，后因着凉而死，看来获得冰不是一件容易的事。

　　 1540年，在意大利的罗马出现了一种化学冷却法，当用水溶解硝酸钾的时候温度会下降，比拉夫郎卡在一本名为《冷却法》的书里称这是他发明的，据说这样冷却的葡萄酒喝了以后，使人的牙根受不了。

　　 18世纪中叶，人们知道空气突然膨胀后会使温度降低，美国的戈里利用这个原理做了一个机器，并用它制出冰来，这个发明使人感到十分惊奇。《环球》报说：“在佛罗里达州有一个怪人，他说他和万能的上帝一样能用机器制冰。”

　　但是这种机器的效率很低，我们都知道一种简单的冷却方法，就是蒸发，如果在手背上涂一些酒精，我们的手会感到十分凉爽，涂乙醚效果就更明显，医院里用这种方法来进行麻醉，原因是酒精或乙醚蒸发时要大量吸热。

　　不过用这种办法来获取冰要损失大量珍贵的乙醚，珀金斯在想，能不能不让乙醚散失，循环使用呢？ 1834年，他制作了一个手动制冷机，用的工作物质是乙醚，机器内的乙醚可以反复使用，并获得一项专利。一个夏天的晚上，他的助手用这台制冷机的模型制得少量的冰，欣喜若狂地机械师用毯子把冰包起来，乘上出租汽车穿过伦敦驰向珀金斯的住宅。这是第一次用闭路的压缩和蒸发的办法获得的冰。其原理和现在电冰箱的原理类似。

　　科学家发现利用压缩的办法可以使一些气体液化。18世纪末，马隆液化了氨。如果把液态氨突然汽化就可以得到很低的温度。这给获得低温开辟了道路。

　　 1876年林德完成了世界上第一台制冷机，利用了液氨。氨可以在制冷机里反复使用，加压使氨气变成液体，蒸发得到低温，再压缩成流体反复使用。

　　当时澳大利亚的食物堆积如山，而欧洲的食品短缺，法国的蒂尔把林德的制冷机放在弗利克斯菲克号远洋运输船上，装上了澳洲的牛肉，人们不相信这些肉能运到英国而不腐烂。《泰晤士报》把这件事当为笑谈。冷冻船在海上航行了3个月后，当载着少量的鲜肉胜利地抵达伦敦的时候，那些冷嘲热讽就烟消云散了。不久，澳大利亚就开始制造这种冷藏船了。

　　 1902年美国的卡利亚在制冷机的启发下首创了小型家用电冰箱。1913年在美国芝加哥，制造了世界最早的家用电冰箱—－“多梅鲁亚牌”，是木制外壳，里面装有压缩机。

　　现在的电冰箱用的工作物质是氟里昂，这种物质对大气有污染，所以科学家正在寻找更好的代用品。除了用蒸发的办法制冷以外，还有许多其他的方法。例如使用半导体器件，磁性元件及声学的方法都能达到致冷的效果，这些新型的冰箱正在研究之中，无氟冰箱已经进入家用。

“魔棒”变出了复印机

　　说来有趣，现在广泛采用的复印机是美国科学家查切斯特·卡尔森受“魔杆”玩具的启发而发明的。

　　 1930年，卡尔森大学毕业后忙着在纽约一家电器公司当办事员。每天从早到晚，他都忙着打印书信，抄写书稿，复制图片和报表。枯燥繁琐而又单调的工作，使他逐渐厌烦起来。

　　当时，美国的一些大公司已经在运用照相技术来翻拍和复制文件，然而这种办法操作复杂，成本又高，很难普及使用。卡尔森就悄悄对公司的照相复制设备进行改进，摸索出一套简便实用的新方法，受到了经理的赞扬。但他对此并不满足，想发明一种更快捷的办法，即把要复制的文件塞进机器里，一按电钮，就能得到一模一样的副本。如果能造出这样的机器，那该多好啊！

　　卡尔森心里盘算着。

　　这时，他不由得联想起童年时玩过的一种“魔棒”玩具。这是一个像笔杆一样的长棒，用它在白纸上涂画，然后撒上一层五颜六色的金属粉，结果这些金属粉就会使涂画过的图案、字迹在纸上显出来。

　　想到这里，他立刻找来“魔棒”在办公室里琢磨起来。为什么金属粉会显出图案和字形呢？啊，原来这是静电感应在起作用。用橡胶制成的“魔棒”在纸上摩擦后，就会使纸带上正电荷，而撒上的金属粉带的是负电荷，根据异性电荷相吸的原理，结果就会在纸上显出用“魔棒”涂过的图形和文字来。

　　在“魔棒”的启发下，卡尔森找来许多静电学方面的书籍学起来。他起早贪黑地学习着，甚至在乘坐地铁时还在思考：怎样才能使图形和文字从一张纸上传到另一张纸上去呢？

　　掌握了理论知识后，他便开始进行研制和试验。为此，他用微薄的工资租下一间小房做实验室，又请了一位助手来帮忙。经过反复试验，卡尔森找到了一种涂硫的金属板，摩擦后它能带正电荷。为了使原稿的字迹能清晰地印出，他又搬来照相法，用曝光使静电感应的效果更强。

　　 1938年10月，他和助手拼装成了一台简单原始的复印机，并开始调试。

　　卡尔森用手帕在涂硫的金属板上使劲摩擦，使它产生正电荷，然后用灯光透过玻璃对金属板曝光，同时在金属板上撒上带负电荷的石松子粉（相当于现在复印机用的碳粉）。不一会儿，金属板上就清楚地显示出在玻璃上写出的字样。接着，他又小心翼翼地把一张蜡纸平压在金属板上，蜡纸上很快就复印出同样的字。啊！静电复印成功了！卡尔森和助手高兴地拥抱着跳起来。

　　此后，卡尔森带着这台初试成功的复印机四处表演，进行宣传。但富有的商人和老板们却讥讽嘲笑他，认为他的复印机是个“粗糙的大玩具”，无利可图，谁也不肯出钱帮助他完善这项发明。但卡尔森不理会这些，凭着自己坚强的毅力继续进行钻研改进。“功夫不负有心人”，又经过几年的奋斗，卡尔森终于在1947年创制成功了世界上第一台静电复印机，为人类社会文明的发展，做出了应有的贡献。

中国机器人

　　下面的这个故事，说的是我国机器人是怎么研究制造成功的。

　　故事的主人公叫余达太。1979年春，他刚过30岁，北京钢铁学院就将他派到日本，在九州工业大学读研究生。这个时候，日本的机器人技术已经很发达了。我们的国家，由于种种原因，曾经有过一段发展机械手的热潮，并且全国范围内花费了不少钱，但是，没有几家工厂真正得到实际应用。我国机器人发展进入了低潮。

　　余达太就是在这种情况下，去日本攻读机器人有关理论的。他的导师是山下忠教授，有名的机器人专家。

　　余达太是一位具有雄心的年轻人。他看到了自己国家在机器人技术上的差距，也触动了炎黄子孙的自尊心。三年苦读，13门功课全部获得“优等”，获得工学硕士学位，并进入日本安川电机公司机器人研究室实习。这家公司是世界上一家著名的机器人制造公司。

　　你看到工业机器人，外形和一般机器差不太多，但是设计、制造机器人要用到机械、电子、控制、电子计算机、信息处理等许多科学知识。机器人是属于高新技术，很多东西是相互保密的。余达太是一位有心人，为了回国后发展机器人，他用自己从生活费中节省下的钱，还有半年工资，购买了近千本资料和书籍，预订了三种日本出版的机器人方面的杂志，一订就是5年！

　　他还没有重新踏上祖国的大地，就把一颗火热的心放到机器人身上了。

　　余达太回到祖国以后，着手研制中国的机器人。然而，要制造出一台新的、真正“能起作用”的机器人，并不是那么简单。不但要找到用户，而且要花上几十万元，需要有许多专家、技术人员合作，并且要花费成年累月的时间！想干这样大的“工程”，先要进行充分地调研。

　　他从南到北，从东到西，跑了很多省市，进了很多工厂、生产研究机关，进行了调查研究。这时，在我国的大地上又掀起了研究机器人的高潮。

　　 1983年1月11日下午，北京钢铁学院召开了研究制造工业机器人的技术论证会，审查余达太提出的申请报告。他们提出的制造方案是采用关节式结构，这是80年代国际上比较流行的结构形式。因为关节式机器人优点多，它在各个方向都可灵活地高速动作，并且手腕到达空间某一个点可以有多种方法，工作空间也大。但是，也有大困难：关节机器人有肩、肘、手腕，以及整个手臂转动，每个转动都要一个电机加上减速机构。为了机械手手指能拿动一定重物，并有一定运动的速度和加速度，而且运动中不发生颤抖，定位准确，就要求大臂、小臂、腕子有一定质量，这样驱动各关节的电动机就要大些。肘关节及腕关节电动机不宜直接放在各个关节处，而是放在机身附近，这样才能保证小臂及腕子不太重，可以省些“力气”。但是，它又要解决电动机与关节之间用拉杆和链条传动问题，传动效率也低，所以也有很大难题要解决。当时还很少用直接驱动的力矩马达，所以设计传动机构要求精确分析计算，找到最好的方案。

　　这次方案审查会，有很多领导、专家和教授参加。会上有的是鼓励，有的是质疑，还有一位专家幽默地说：“余达太，你要搞关节式机器人，我看，你得小心机器人别得关节炎。”

　　是啊，制造一台具有世界水平的机器人谈何容易，俗话说的好：“看是容易，做是难。”

　　难，制造新型的工业机器人有许多困难，就像拦在机器人发展道路上的一座“大山”。但是，中国有许多科技愚公，敢于搬这座“大山”。当院领导让余达太自由组阁时，他的同学，老师来了，还有副教授，讲师，女将，刚刚毕业的学生来了，组成了一个十多人的“搬山队”。

　　真如搬山一样，在短时间内要学习掌握必要的机器人方面的理论知识，特别是，要弄懂没有任何说明的“软件资料”，这真好比读天书。当年，日本人把这些资料交给余达太时，曾意味深长地说：“这是天书一本，你拿回去，也看不懂。”——他们一边学日语，一边读天书，就是要把它弄懂，弄出个名堂来。

　　是不是可以绕过“软件资料”这个拦路虎呢？不能，因为这个机器人有五个自由度，也就是有五个独立运动，也就是说，它有五个关节，每个关节有一个电动机。为了机器人手爪在空间走二条曲线，人“教”它时，常常是反映手爪（也叫操作器）在空间应走过的几个点告诉它。其他各点（有很多很多点才能连成一条光滑的曲线）要由机器人电脑来计算。更难的是，要把手爪空间的点，变成各关节应当怎么运动的数据，还要由电脑算出各关节抬举多大角度，速度该多大？这是很难的“空间机构运动学”问题。还有呢，机器人各关节是由电动机驱动的，每个电动机加上多大信号进行控制，才会使各关节运动得恰到好处呢？这要进行所谓的“动力学”计算，要考虑各杆呀、件呀的质量、长度、运动速度、加速度、摩擦力等许多因素，算起来相当复杂。另外，还要考虑起动、停止、动作顺序、安全等等许多问题。这些事情都是由控制装置（主要是由电脑）来完成的。不过，人们的想法，计算方法，很多问题，电脑都不懂，它只懂自己的“语言”。人和电脑之间交换这些信息，还要用到一种高级语言的知识，这也就是软件。这些问题，都是设计机器人绝对少不了的“软件资料”。软件资料对不同的机器人是有很大差别的。

　　搬“大山”就要付出艰辛的劳动！为了尽快尽好地设计出机器人，在1983年炎热的夏天，他们在“三大火炉”之一的南京的一家招待所里整整苦战了一个月，拿出了最初设计图纸。

　　搬“大山”，就要天天挖山不止，不怕天长地久，只有一个念头：成功！

　　余达太和他的同事，就是这样的人，机器人用的电子计算机，由原来的八位变为16位；为了使机器人“大脑”赶上世界先进水平，他们三次修改方案。

　　他们的信念是：“要赶超世界机器人技术水平，只能起点高，走自己的路才行。”他们就在这条路上，一步一步地又走了两年！

　　研究试制工业机器人最困难的问题是钱！中国科学院计算中心技术服务公司慷慨解囊，拿出30万元，并说：“我们投资，你们干吧，失败了，算我们白交学费，豁出去不盖宿舍楼了！”钢铁学院院长手内仅有10万美元的外汇，竟一下子给他们3万解决进口设备问题。就凭这些“上帝”，他们怎么会造不出机器人来呢？

　　他们后来成功了，他们有一个很好的经验：“我们的成功秘是1＋1＞2。”

　　——有“内耗”的地方，一个人加一个人不等于二个人，在他们团结集体里，一加一不等于二，而是大于二。他们没有“内耗”，有的是共同动手，动脑，动手！有的是相互帮助，相互谅解！

　　他们成功了，由他们研制的BJM（北京人）—1型弧焊工业机器人很顺利地通过了技术鉴定，并且成功地在南京汽车制造厂承担汽车生产线上的焊接工作，不但提高了产品质量，而且改善了工人劳动条件，获得了经济效益和社会效益。

　　他们成功了，以他们为基础，很快发展成为一个机器人研究所，余达太被任命为所长。他成为一名在机器人技术界有名气的人物。

工业机器人

　　 1959年，由英格伯格和德沃尔设计的，由美国尤尼梅逊公司生产的世界上第一台工业机器人，叫做“尤尼梅特”，意思是“万能自动”。1962年，机械与铸造公司又制造出另一种工业机器人，叫“沃尔萨特兰”，意思是“万能搬运”。这两种工业机器人把机器人引上了实用的道路。在以后十多年时间，各国所引进的、仿制的机器人，都是以它们做为“模特儿”的。

　　这两种工业机器人都是“示教再现型”机器人。这是第一代机器人典型的代表。它们的工作原理是这样的：人手把着机械手，把应当完成的任务做一遍，或者人用“示教控制盒”发出指令，让机器人的机械手臂运动，一步步完成它应当完成的各个动作。这个过程叫“示教”，是人“教”工业机器人的过程。机器人有一些叫传感器的装置，把机器人各部分运动范围、运动速度等测量出来，依次送给机器人的记忆装置，它可以把机器人各部分运动顺序、位置、速度等记录并存贮起来。这一过程也叫编程过程。当需要机器人工作时，记忆装置把上述信号依次放出来控制机器人各部分动作，这是再现过程。它的动作完全再现了人“教”给它的动作，并且可以自动地、不断地、反复地干这样的工作。

　　当然啦，为了机械手臂能运动要有一种驱动装置，它相当于人的肌肉一样，是产生“力气”的装置。由此看出，工业机器人主要有几大部分：机械手臂、控制（包括记忆存贮信号）装置、机座、能源装置。按机器人机械臂结构分为：像龙门吊那样的直角坐标式的，像炮塔那样的球坐标式的，像吊车那样的园柱坐标式的，还有像人手臂的关节式的机器人。

　　美国60年代初制造出来了两种机器人，这本来是一件划时代的大事。但是，很可惜当时并未引起国内的重视，也并没有得到国际上的青睐。这是因为当时的机器人造价很贵，安装费用也高，再加上质量不好，每星期要出一次故障（无故障时间只有10O～150小时），定位精度只能达到几毫米，所以收益很差，人们都不敢买它，只有一些喜欢新奇的企业家才定购机器人去试试。当时制造工业机器人的厂家只好在各种场合进行宣传，作广告，到处进行表演。政府没有采取积极扶植的政策，所以发展很慢。

　　 1967年，日本的丰田织机公司、川崎重工业公司引进美国工业机器人。

　　日本虽然当时对工业机器人技术还不能掌握，当时引进机器人引起很多企业界、技术界甚至科学界以及一般人的好奇心，参观人非常之多。日本人很注意机器人技术和本国的社会经济发展相结合，把引进的机器人很好地研究，除了仿制外，还不断进行改造，结合自己国家的实际情况进行推广和创新，所以很快就研究开发出自己国家的机器人。由于日本当时经济发展，机器人可以解决劳力不足，能防止职业病，提高劳动福利，再加上能提高生产率等，所以机器人技术发很快，1989年日本机器人技术已能和美国相提并论，更主要的是工业机器人得到广泛的应用，达到普及阶段。日本自称1980年为机器人元年，自己是机器人王国。

　　世界其他国家，如前苏联、德国、法国、瑞典、挪威、中国等国家也相继引进和发展工业机器人，使机器人大家庭人丁兴旺，它们的“子孙”在世界各地扎根成长起来了。到80年代初期，第二代工业机器人，即有感觉器官能在外界变化时可以完成复杂任务的机器人，已达到了实用阶段，而有智能机器人已开始大量进行研究。90年代，第二代机器人已达到普及阶段了，这时工业机器人已有45万台。

　　工业机器人身披钢盔铁甲，一般都是“从事”重体力劳动，国际劳工组织称它是“钢领工人”。

机器人探月宫

　　开发宇宙，是人类新的使命。在航天活动中，人类已创造了许许多多的奇迹。但是，宇宙空间和地球表面不同，人在宇宙空间活动受到限制，有很大的困难。

　　这是因为，离地球数十公里的高空以外，几乎就是真空了，没有氧气，当然也没有水，没有食物了。在太空飞行的宇宙航行员要穿宇航服，由地面带去的罐头食品，时间一长则吃腻了，要用运输航天飞机特地送去新鲜食物。

　　为保证宇航员在太空正常活动，每天每人要花费50～100万美元，实在耗费太大了。

　　在太空飞行或工作，生活单调，活动范围小，环境艰苦，孤独寂寞，还要承受失重和强烈的宇宙放射线的照射，条件十分恶劣。

　　航天飞行中，偶然也还有事故发生，从 1967年到现在，已有数起意外事故，有十多名宇航员丧生。

　　如果用机器人去到宇宙空间，代替人完成各种工作，就比人优越多了。

　　历史上已有很多事例。

　　 1969年7月，美国实施“阿波罗计划”，把人送上月球，并平安地返回地球。这件人类历史上的创举，使人们惊叹不已。事实上，在人类到达月球之前，美国已经先派机器人作了开路先锋。1967年4月，美国一艘飞船带有一个机器人飞向月球，它叫“勘测者3号”。它先绕地球飞了三圈，一边飞，一边拍摄照片。这个机器人是遥控机器人，所以，当地面控制站发出命令它登月时，它自己撑开了降落伞，启动降落火箭，准确地降落在月球上。

　　月球是一个荒凉寂静的世界，月球表面有厚厚的尘埃。机器人用机械手铲起尘埃，放到自己身上所带的容器内。它用利爪在月球表面挖出一条沟。

　　并拍下了许多彩色照片，然后它又自动启动火箭，飞离月球，回到了地球。

　　科学家们对机器人“勘测者3号”带回来的尘埃及照片进行化验和分析，发现月球上既没有水，也没有任何的生命。

　　前苏联也曾用机器人代替宇航员，对月球作了很多探测工作。1970年11月10日，前苏联发射了“月球17号”飞船，上面带有一台叫“月球无人探测器1号”的机器人。这个机器人在月球表面一个“雨海”的地方着陆。这台机器人外形像一个带盖的大盆，体重756千克，身长3.2米，宽1.6米，用摄像机当“眼睛”。人在远离月球38万公里的地球上的指挥中心里发号施令，通过无线电波指挥这台机器人动作。它用轮子在月球表面上跑来跑去。

　　在11个月里，它拍摄了200多张全景照片，2万多张局部照片，并分析了土壤成份，记录了月球表面温度从 140℃降到-140℃的变化。它为研究月球立下功劳。

　　后来，还有好几个机器人登上月球表面进行考察。

　　日本制造月球车，专门用于勘探月球高纬度地带。这一月球车是用铝合金及碳纤维特强材料制成的，很轻。这一机器人也是遥控的，由地面控制。

　　不过它还有自动驾驶操纵程序，当它与地面联系中断时，可以由其程序识别周围地形，用图像处理技术分析地形，确定自己的位置，进行自动行走。它的机械臂可以搜索月球表面，这一月球车已和世人见面，预计2000年，它将到月球上去工作。

　　过去，机器人在宇宙空间曾显示过不凡的身手。将来机器人在开发宇宙空间中，会更有用武之地。

　　法国科学院太空研究委员会主席罗伯特·卡斯坦认为：“就大部分太空研究，太空实验和科学观察来说，机器人自动化卫星更为有效，而且花钱也少。将人送入宇宙，从近期看是摆阔气和炫耀，应把载人航天所花的钱省下来，用于空间机器人的研究。”

　　开发宇宙要经过漫长的道路，不过，在未来近20多年时间，即到21世纪初期，有可能建立永久的近地轨道站和月球基地。

　　被称为现代科学幻想小说“创造人”的伊萨克·阿西莫夫，在法国杂志记者卡期吉里与他座谈时说：“在月球上修建住人的基地也是可以实现的，这不仅能使人们去深入研究太阳系的起源，而且还可利用它来获取人在宇宙中‘生活’所需的各种极重要的矿物原料。”

　　美国计划在月球上建立“空中之城”，需要1000亿美元。首先开辟出临时基地，之后再建立永久基地。这个“月球城”是直径为1～2公里的轮形城市，城内有工业区，农业区和生活区。

　　机器人在开发月球中可以完成许许多多的事情：摄像机器人把拍摄到的图像送到空中居住区内，或通过卫星送回地球；基建机器人完成铲挖任务，或进行熔炼等作业；作业机器人用手爪完成装设管子或电线工作，抓取各种物件；维修机器人能自己修好发生故障的机器；生产机器人进行各种生产，特别是药物生产和半导体器件的生产，因为在太空中生产的药品和半导体器件的“纯度”比地球上生产的要高上好多倍。

　　机器人是开发月球探索宇宙的重要的一员。人类想登上火星，飞出太阳系，更少不了机器人。