可以自我复制的机器人

可以自我复制的机器人

　　在7月初举行的切尔滕纳姆科学节上，英国巴斯大学的艾德里安·鲍耶和新西兰科学家维克·奥利弗公布了一个叫做“RepRap”的机器人，这种机器人能够自行“复制”自己的零件，根据三维模型把所需要的塑料物件自动制造出来。虽然RepRap仍在不断完善之中，但人们仍对这种具备“生长力”的机器充满期待。它可能会成为一个自动工厂，也有可能因此衍生出机器人的不死之身。
　　包括雷内·迪卡尔在内的在一批哲学家、数学家和物理学家一直对一种东西非常感兴趣，那就是可以自我复制的机器。当然，在科幻作家那里，这不成问题，而且他们还指出了将这样一种技术带到世界上的种种危险。然而，对于可以自我复制的机器人，不管你是支持，还是反对，它都已经开始走进你我的生活。
　　英国巴斯大学的艾德里安·鲍耶（AdrianBowyer）博士坐在他的办公室里，看上去不像一位邪恶的科学怪人。鲍耶现年55岁，是巴斯大学机械工程学系高级讲师和“RepRap”机器人的发明者，身体有点矮胖，两眼炯炯有神，说起话来柔声细语。
　　7月初，在切尔滕纳姆科学节（CheltenhamScienceFestival）上，鲍耶和新西兰科学家维克·奥利弗（VikOliver）揭开了他们联手研制的可自我复制的机器人的神秘面纱。这个机器人名叫“RepRap”，它与其他机器人最大的不同是，它身上的大部分部件都是从较早的一个原型机器人复制出来的。“RepRap”机器人在2006年首次组装完毕，但这是第一次和它的母体一同亮相。
　　从技术上来说，“RepRap”是一种快速成型（RapidPrototyping）技术形式，从生产飞机到生产吹风机的流水线，都经常用到这项技术，其实说它是一种“三维物体印刷机”可能更容易理解。“RepRap”的工作原理基本上跟家用台式印刷机相同，但是它并不是在纸上印刷，而是根据电脑设计的三维模型，直接用塑料制作出三维“硬件”而已。

未来发展潜力巨大

　　鲍耶将他的“RepRap”形容为“一种潜在的很有前途的技术”。这项技术使人们看到非生命物体的“生长”潜能。“RepRap”可以自动生产出来自己的部件，最终能“让每一个人在复制的帮助下，具有自己制造任何东西的能力”。
　　也许将来有一天，每一个人都会享受到自我复制技术的好处，比如，你只需要买回一台电视就可以了，电视陈旧了，你只需要下个命令，旧电视就会自我复制出一台一模一样的新电视来。当然，现在这项技术刚刚起步，还只能自我复制一些粗糙的小塑料品，比如凉鞋、挂钩、门把手、苍蝇拍等，但是毫无疑问，将这项技术进一步完善后，自我复制更加精致的物品是完全有可能的，比如精密仪器中的线路等。
　　现在的“RepRap”看上去有点寒酸。它的体积并不大，只比便携式电视大一点，像是用一些长长的壁骨材料和大量塑料部件组装起来的。在它的心脏部位是一个非常重要的挤压机，将白色纤维丝输入到挤压机上的喷嘴里，喷嘴便可以喷吐出用熔化的塑料挤压而成的薄膜，看上去有点像一台廉价的纺织机。
　　鲍耶将喷嘴设置到工作状态，让它生产一个简易挂衣钩来。一条线接一条线，一层摞一层，“RepRap”开始工作。这是个枯燥乏味的过程，“复制”每个小部件几乎都要用两个小时。复制完成“孩子”机器人的所有部件需要花费数百个小时。鲍耶现在的工作就是要将“RepRap”的工作成本降下来，从金钱到时间。

　　自我复制机器的想法可以追溯到瑞典皇后对法国哲学家和数学家笛卡尔的评论，但到19世纪，塞缪尔·巴特勒对自我复制机器进行了更加认真的研究。巴特勒在他的小说《乌有乡（Erewhon）》中，描写了一个能模仿庄稼生物学过程的机器。
　　科幻作家也盯上了自我复制技术，约翰·斯勒德克（JohnSladek）于1968年发表了小说《生殖系统（theReproductiveSystem）》，书中描写了一部可以自我复制的机器人疯子。而在这部小说走红之前，著名科学家菲利浦·K·迪克(PhillipK.Dick)、阿瑟C.克拉克(ArthurC.Clarke)和获得诺贝尔提名的卡雷尔·恰佩克(KarelCapek)也都对自我复制技术产生了浓厚兴趣。这些探索为科幻影片《魔鬼终结者》打下了基础，这部影片中的机器人试图控制整个世界。
　　但鲍耶认为，他的“RepRap”将被证明远没有这么坏。另外，他的机器人现在还不能自我装配，目前也不能复制自己的全部零件。所以，你也许会质疑，“RepRap”其实算不上一个真正的自我复制机器人。但鲍耶对此的解释是：“作为一种有效的自我复制机器，你能看到整个工艺过程，这和你利用一种机械工具制造另一个复制品有很大的不同。‘RepRap’让这个过程自动化起来，这就是差别所在。”
　　鲍耶认为这种自我复制技术非常适合那些经济实力并不特别发达的国家采用。他说：“这意味着发展中国家也可以在制造业获得一席之地。即使在中国，要建设一条装配流水线，也要花费数亿美元。你可以给工人发低工资，但你制造产品必须有大量资金投入。而‘RepRap’是一种可以在投入较少的情况下就能进行规模生产的东西。如果你拥有一个‘RepRap’，事情就好办了，一旦你拥有一个，你就能再拥有好几个，甚至你还能送给邻居一个，他们就能像你一样，利用一个制造出很多个这种机器人。所以，‘RepRap’在帮助人们摆脱贫穷方面，是一种非常有效的机械装置。”
　　鲍耶表示，用不了多久，非洲等地区的社团也可以下载制造“RepRap”的说明书，利用它复制更多的机器。因为整个设计是开放的，所有资料都是免费的，所以利用它的社团不需要支付任何版税。

05年美科学家研制出自我复制机器人

　　其实早在05年，美国已宣称已研制出自我复制机器人，但外形像智能玩具。

　　这种具有自我复制功能的机器人不太像电影《星球大战》中的机器人，倒是与幼儿园的玩具更加相似。它由4个智能模块制成，不会走路，也没有说话能力，它们的行动仍取决于人类的帮助。但发明者表示，这种机器人为科学家研制出能够自我复制的机器提供了有形证据，从而满足了制造可以在极其恶劣或对人类而言十分遥远的环境中生存的机器人的重要概念条件。用几个模块组成的机器人呈长条形，能在不同的“关节”部位以任意角度扭转，非常像多年前流行的智力玩具“魔棍”。在自我复制时，长条形的机器人会扭转“身体”，低下“头”来，用“头部”模块表面的电磁铁吸住一个新的模块放在一边，此后再吸住一个模块堆在第一个模块上面。

　　在复制的最后阶段，尚未完工的“副本”机器人也会配合行动，低下“身体”让“施工”的机器人把最后的模块堆在自己身上，使两者的高度达到一致。这样，“施工者”就组装成了和自己一模一样的“副本”。由4个模块组成的机器人，完成自我复制只需要2.5分钟。

　　自我变形执行不同任务

　　它通过同桌面相接触而获得动力，通过脸部来完成数据的转换。由于它能自己组成不同的形状，能执行不同的任务。比如，在倒塌的楼房中执行任务时，它能变成蛇，再变成圆屋顶，以保护里面的人。

　　机器人的4个模块都是边长10厘米的立方体，每侧都有弯曲裂口，这使得它们能够穿过120度的弧形体。模块每侧都有电磁体，这样，它们就可以选择互相如何连接和分离。

　　这种模块机器人在经过自我调整后可以变成塔形、直角和正方形等形状。每个模块上都有一个微型电脑芯片，电脑芯片编入了指示机器人工作指令的程序。 

　　利普森说：“人们对高性能机器人的兴趣越来越大，希望机器不仅可以发现问题，还能自我修复。如果你把一个机器人送到火星上去，有些部件发生故障，你肯定希望修复它，你肯定不希望因为一点点小故障就放弃了你的探索任务。”另外，自我复制和修复技术还可能用在那些被派到危险环境的机器人身上，比如战区或遭到破坏的核反应堆等人类无法生存的地方。

　　与自然生物体复制仍有距离

　　具有自我复制功能的机器人在科幻小说中虽说相当普遍，但在现实生活中要制造出这种机器人极其困难，这在技术和软件方面都面临巨大挑战。截至目前，只有两种具有复制功能的机器公诸于众，但它们一方面比较简单，另一方面远不及成功的生物有机体。

　　自我修复机器的定义一般是指一种具有自我创造能力的机器，“再造”的机器接着能够造出另一与它们相似的机器。繁殖是生物界的前提条件，同时，随着未来几代生物体的基因变化，它还应具备适应能力。

　　在接受法新社记者采访时，主要研究人员利普森表示，这个机器人尽管有它的局限性，但它是“机器自我复制是可能的，自我复制并不局限于活的有机体”这一概念的有力证据。这项研究由美国宇航局和其他一些对自我修复系统感兴趣的单位联合资助。