德国机器人论文发表时间

德国南部有一座名为哥达的小镇，这个小镇周围环绕着著名的图林根森林（Thuringian Forest）。从哥达镇向南20公里，有一个名为Bromacker的采石场，采石场的地层属于二叠纪时期，地层中保存了大量2.9亿多年前的古老生命遗迹。

1998年，古生物学家在Bromacker采石场发现了一具化石（编号：MNG 10181），化石保存的非常完整，四肢结构清晰可见。经过研究，古生物学家在《卡耐基自然 历史 博物馆快报》（ Bulletin of the Carnegie Museum of Natural History ）上发表了论文《来自德国中部早三叠世一新钝头龙类（钝头龙亚目）——柏氏山行龙》（A new diadectid (Diadectomorpha), Orobates pabsti, from the Early Permian of Central Germany）。山行龙的化石来自Tambach Formation，距今约2.9亿年前。

山行龙的属名“ Orobates ”来自希腊语中的“ Oros ”（意为“山脉”）和“ bates ”（意为“行走”），因为研究人员认为这种动物是在高地环境下活动的。山行龙的模式种名为柏氏山行龙（ Orobates pabsti ），种名“ pabsti ”则是献给在研究采石场化石时做出杰出贡献的柏斯特（W. Pabst）。尽管从化石上看，山行龙很像是爬行动物，但是它所在的钝头龙亚目其实是两栖动物的一个分支。

根据完整的化石判断，山行龙的体长可达1米，体重约4公斤。山行龙的脑袋较短，嘴中长有粗大的牙齿，以纤维较粗的植物为食。山行龙的身体较宽，尾巴细长，皮肤类似今天的大鲵。从骨骼上看，山行龙的四肢强壮，四肢上长有五个粗大的指头。参考今天的两栖动物之后，古生物学家认为山行龙在陆地上应该像今天的大鲵一样爬行，腹部是完全贴着地面的，因此在陆地上的运动能力受到了极大的限制。

山行龙的化石非常完整，一起发现的还有它们的足迹化石。通过对于足迹化石的研究，古生物学家推翻了之前的推测，认为山行龙并不是腹部贴地爬行的，它们很可能具有直立的四肢结构。

正是由于足迹化石的发现，古生物学家开始重新考虑化石形成过程中岩层的变形和周围岩石保存的状态影响了化石原来的样子，这种影响是否妨碍了对山行龙解剖学的准确重建。通过三维重建，以微焦计算机断层扫描技术恢复山行龙碎片化的骨骼化石，进而评估其体重、重心和肩关节和髋关节的活动性。研究结果表明，山行龙很可能具有直立的四肢结构，而非之前推测的像大鲵一样贴着地面，其身体的重心位于髋关节和后肢上。

该研究发表在2015年9月的《 PLoS ONE 》杂志上，名为《对于基干羊膜动物柏氏山行龙（钝头龙类）的三维骨骼重建：重量、重心和关节流动性分析》（A Three-Dimensional Skeletal Reconstruction of the Stem Amniote Orobates pabsti (Diadectidae): Analyses of Body Mass, Centre of Mass Position, and Joint Mobility）。

古生物学家的研究已经表明山行龙具有四肢直立行走的步态，但是这种步态到底是如何运行的，又是如何留下相匹配的脚印的，细节依然成迷。为了揭开其中的奥秘，来自柏林洪堡大学的进化生物学家John Nyakatura与位于洛桑的瑞士联邦理工学院的机器人专家Kamilo Melo等人组成了研究团队，他们将古生物学、生物力学、计算机模拟、动物活体演示和仿生机器人结合起来，制造了一个山行龙仿生机器人，这个机器人名为“OroBOT”。

OroBOT看上去很粗糙，其实非常精密，它以山行龙的骨骼为基础研制，整条脊柱中有八个驱动关节，能够实现脊椎的自然弯曲，每条腿上有五个驱动器，能够模拟不同的运动形态。在试验之中，研究人员让OroBOT采用了多种步态行走，其中的四肢直立行走、尾巴不拖地的模式留下的脚印与足迹化石完美吻合，证明它们行走时像今天的凯门鳄一样。

关于OroBOT的相关研究发表在2019年1约的《自然》杂志上，论文名为《基底羊膜动物的逆向工程运动研究》（Reverse-engineering the locomotion of a stem amniote）。这项研究的意义在于证明了早期四足动物（两栖动物）直立行走的时间早于我们之前的研究，这种高级的直立行走模式在羊膜动物出现之前就已经存在了，而且山行龙所在的类群与羊膜动物有着很近的演化关系，所以羊膜动物直立行走并不是独立演化出来的，而是继承自两栖动物。

使用仿生机器人来复原和研究古生物是一项创举，这项研究本身证明早期陆生脊椎动物适应环境和运动演化的速度比我们预期要快得多，而仿生机器人与古生物学的结合在未来 探索 地球生命演化中会有更为广阔的应用前景。

参考资料：

1.Berman, D. Berman, D. S, Henrici, AC, Kissel, R., Sumida, SS, and Martens, T. S, Henrici, AC, Kissel, R., Sumida, SS, and Martens, T. (2004): A new diadectid (Diadectomorpha), Orobates pabsti, from the Early Permian of Central Germany. Bulletin of the Carnegie Museum of Natural History No 35: pp 1-37. abstract]

2.Nyakatura, John A.; Allen, Vivian R.; Lauströer, Jonas; Andikfar, Amir; Danczak, Marek; Ullrich, Hans-Jürgen; Hufenbach, Werner; Martens, Thomas; Fischer, Martin S. (10 September 2015). "A Three-Dimensional Skeletal Reconstruction of the Stem Amniote Orobates pabsti (Diadectidae): Analyses of Body Mass, Centre of Mass Position, and Joint Mobility". PLoS ONE. 10 (9): e0137284. doi:10.1371/journal.pone.0137284. PMC 4565719. PMID 26355297.

3.Berman, D.S.; Henrici, A.C. (September 2007). "First well-established track-trackmaker association of Paleozoic tetrapods based on Ichniotherium trackways and diadectid skeletons from the Lower Permian of Germany". Journal of Vertebrate Paleontology. 27 (3): 553–570. doi:10.1671/0272-4634(2007)27[553:FWTAOP]2.0.CO;2.

4.Nyakatura, John; Melo, Kamilo; Horvat, Tomislav; Karakasiliotis, Kostas; R. Allen, Vivian; Andikfar, Amir; Andrada, Emanuel; Arnold, Patrick; Lauströer, Jonas; R. Hutchinson, John; S. Fischer, Martin; J. Ijspeert, Auke (16 January 2019). "Reverse-engineering the locomotion of a stem amniote". Nature. 565. doi:10.1038/s41586-018-0851-2. eISSN 1476-4687.

5.Baker, Noah (16 January 2019). "Watch: Robot reveals how ancient reptile ancestor moved". Nature. Retrieved 18 January 2019.

图片 / 网络（侵删）

文字 / 江氏小盗龙（古生物 探索 ）

排版 / 江氏小盗龙​​​​

随着人类社会不断进步与发展，科技文化以快于人类文明变化的速度日新月异的展示在民众面前。为了解决劳动力成本上升和消费升级步伐加快的问题，人类发明了机器人工具。从机器人出现以后，人类在各行各业引入机器人概念，时至今日已有涉及到工业、医疗、社交、自动驾驶、搜索救援、太空探索等多个领域的机器人产品。中国电子学会结合中国机器人产业发展特性，将机器人分为工业机器人、服务机器人、特种机器人三类，本文按照此标准划分；工业机器人作为自动化时代的典型标志，是面向工业领域的多关节机械手或多自由度的机器人。很多人也喜欢叫它机械臂，它是自动执行工作的机器装置，是靠自身动力和控制能力来实现各种功能的一种机器。1954年，美国戴沃尔最早提出了工业机器人的概念；1959年，第一台工业机器人在美国诞生；20世纪80年代，生产技术的高度自动化和集成化；1982年，美国通用汽车公司在装配线上为机器人装备了视觉系统，从而宣告了第二代机器人——感知机器人的问世；第三代机器人——自治机器人；1986年，国家高技术研究发展计划开始实施；从20世纪90年代初起，我国的工业机器人又在实践中迈进一大步，先后研制出了点焊、弧焊、装配、喷漆、切割、搬运、包装码垛等各种用途的机器人，并实施了一批机器人应用工程，形成了一批机器人产业化基地。

机器人发展史简介如下：1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷尔·恰佩克在他的科幻小说《罗萨姆的机器人万能公司》中，根据Robota(捷克文，原意为“劳役、苦工”)和Robotnik(波兰文，原意为“工人”)，创造出“机器人”这个词。 1939年 美国纽约世博会上展出了西屋电气公司制造的家用机器人Elektro。它由电缆控制，可以行走，会说77个字，甚至可以抽烟，不过离真正干家务活还差得远。但它让人们对家用机器人的憧憬变得更加具体。 1942年 美国科幻巨匠阿西莫夫提出“机器人三定律”。虽然这只是科幻小说里的创造，但后来成为学术界默认的研发原则。 1948年 诺伯特·维纳出版《控制论》，阐述了机器中的通信和控制机能与人的神经、感觉机能的共同规律，率先提出以计算机为核心的自动化工厂。 1954年 美国人乔治·德沃尔制造出世界上第一台可编程的机器人，并注册了专利。这种机械手能按照不同的程序从事不同的工作，因此具有通用性和灵活性。 1956年 在达特茅斯会议上，马文·明斯基提出了他对智能机器的看法：智能机器“能够创建周围环境的抽象模型，如果遇到问题，能够从抽象模型中寻找解决方法”。这个定义影响到以后30年智能机器人的研究方向。 1959年 德沃尔与美国发明家约瑟夫·英格伯格联手制造出第一台工业机器人。随后，成立了世界上第一家机器人制造工厂——Unimation公司。由于英格伯格对工业机器人的研发和宣传，他也被称为“工业机器人之父”。 1962年 美国AMF公司生产出“VERSTRAN”(意思是万能搬运),与Unimation公司生产的Unimate一样成为真正商业化的工业机器人，并出口到世界各国，掀起了全世界对机器人和机器人研究的热潮。 1962年-1963年 传感器的应用提高了机器人的可操作性。人们试着在机器人上安装各种各样的传感器，包括1961年恩斯特采用的触觉传感器，托莫维奇和博尼1962年在世界上最早的“灵巧手”上用到了压力传感器，而麦卡锡1963年则开始在机器人中加入视觉传感系统，并在1965年，帮助MIT推出了世界上第一个带有视觉传感器，能识别并定位积木的机器人系统。 1965年 约翰·霍普金斯大学应用物理实验室研制出Beast机器人。Beast已经能通过声纳系统、光电管等装置，根据环境校正自己的位置。20世纪60年代中期开始，美国麻省理工学院、斯坦福大学、英国爱丁堡大学等陆续成立了机器人实验室。美国兴起研究第二代带传感器、“有感觉”的机器人，并向人工智能进发。 1968年 美国斯坦福研究所公布他们研发成功的机器人Shakey。它带有视觉传感器，能根据人的指令发现并抓取积木,不过控制它的计算机有一个房间那么大。Shakey可以算是世界第一台智能机器人，拉开了第三代机器人研发的序幕。 1969年 日本早稻田大学加藤一郎实验室研发出第一台以双脚走路的机器人。加藤一郎长期致力于研究仿人机器人，被誉为“仿人机器人之父”。日本专家一向以研发仿人机器人和娱乐机器人的技术见长，后来更进一步，催生出本田公司的ASIMO和索尼公司的QRIO。 1973年 世界上第一次机器人和小型计算机携手合作，就诞生了美国Cincinnati Milacron公司的机器人T3。 1978年 美国Unimation公司推出通用工业机器人PUMA，这标志着工业机器人技术已经完全成熟。PUMA至今仍然工作在工厂第一线。 1984年 英格伯格再推机器人Helpmate，这种机器人能在医院里为病人送饭、送药、送邮件。同年，他还预言：“我要让机器人擦地板，做饭，出去帮我洗车，检查安全”。 1998年 丹麦乐高公司推出机器人(Mind-storms)套件，让机器人制造变得跟搭积木一样，相对简单又能任意拼装，使机器人开始走入个人世界。 1999年 日本索尼公司推出犬型机器人爱宝(AIBO)，当即销售一空，从此娱乐机器人成为目前机器人迈进普通家庭的途径之一。 2002年 丹麦iRobot公司推出了吸尘器机器人Roomba，它能避开障碍，自动设计行进路线，还能在电量不足时，自动驶向充电座。Roomba是目前世界上销量最大、最商业化的家用机器人。 2006年 6月，微软公司推出Microsoft Robotics Studio，机器人模块化、平台统一化的趋势越来越明显，比尔·盖茨预言，家用机器人很快将席卷全球。

点击收听课程音频   在我们开始探讨人工智能的相关问题之前，还是先简单回顾一下人工智能发展简史。 一、人工智能的诞生(20世纪三十~五十年代)    人工智能的概念最早是由约翰·麦卡锡(John McCarthy)在1956年著名的达特矛斯会议(Dartmouth Conference)上提出： 人工智能是指让机器的行为看起来就象是人类所表现出的智能行为一样。 因为社会在不断进步和发展，所以对新技术的认知不可避免存在时空的局限性。人工智能这个定义在六十年后再往回看，已经被赋予了更多新的内容， 个别领域的人工智能应用已经不仅仅是象人类行为一样，甚至已经超越了人类，更快速、更准确、更强大。  这个定义强调人工智能是人造机器，所“表现”出来一定的智能性也就是 弱人工智能 。主流科学研究也是集中在弱人工智能上，并且取得可观的成就。那既然说到了弱人工智能，就不得说与之对应的另一个分类就是强人工智能。           强人工智能一般观点认为： 人类有可能制造出真正能推理和解决问题的智能机器 ，具有以下几种特征： 1、机器有知觉和自我意识；2、机器可以独立思考问题并制定解决问题的最优方案； 3、有自己的价值观和世界观体系； 4、有和生物一样的各种本能，比如生存和安全需求； 5、在某种意义上可以看作一种新的文明。  比如在好莱坞出品的人工智能的题材科幻电影中，很多机器人都表现出了很强的学习认知能力以及自我意识，这样的人工智能就可以认为属于强人工智能。但遗憾的是当前我们科技发展水平还没有能力创造任何种类的强人工智能。还有 弱人工智能与强人工智能并不是发展阶段的关系，弱人工智能不一定能发展为强人工智能，二者发展路径与理念存在根本的不同。     让我们来回顾一下在人工智能诞生时期的伟大历史事件：         1936年，数学家 阿隆佐·邱奇 (Alonzo Churc) 和艾伦·图灵 ( Alan Turing) 命名邱奇-图灵论题，提出 所有计算或算法都可以由一台图灵机来执行，这也是构建计算机科学的基础之一。 图灵这个人相信大家都有了解了，二战时发明了解码机破解了德国人密码，改变了战争的进程。并且他发表的图灵计算机论文也是现代计算机的原型。他把生物的进化也看做是一种程序，也就是图灵机的基本概念，一切都是数学公式的表达，然后按程序进行。        1943年， 沃伦 · 麦卡洛克 (WarrenMcCulloch) 和沃尔特 · 皮茨 (WalterPitts) 两位科学家提出了 “ 神经网络 ” 的概念，正式开启了 AI 的大门。 虽然在当时仅是一个数学理论，但有着极其深远的影响，因为这个理论让人们了解到计算机可以如人类大脑一样进行“深度学习”，描述了人造神经元网络如何实现逻辑功能。        1945年博弈论的创立者 冯·诺依曼(John.Von.N eumann)提出了存储程序的概念，在计算机领域建立了不朽的功勋。 他的这一思想被誉为电子计算机时代的开始。到今天计算机的体系结构还基本上是冯 · 诺依曼型。 1946年2月14日情人节那天，基于 图灵和冯 · 诺伊曼 学说，计算机的先驱者莫克利(J.W.Mauchly)与他的研究生埃克特(J.P.Eckert)在美国合作研发了世界上第一台通用计算机， 这 是现代计算机发展史上重要的里程碑，也 为人工智能的出现奠定了硬件基础。         1947年，神经学的研究发现大脑结构是由神经元组成的电子网络，其电平只存在“有”和“无”两种状态，不存在中间状态，这也是人类研究大脑结构的重大成果。         1948年，计算机时代刚刚进入黎明时， 诺伯特  ·  维纳 ( Norbert Wiener)  就提出了一种“控制论”的概念。他是最先预见到信息技术双重可能性的人，这把双刃剑可能也逃离人类掌控并反过来控制人类。他也成为了最早对机器智能的到来提出批判的学者。         1950 年，图灵发表了一篇划时代的论文，预言了创造出具有真正智能的机器的可能性。 图灵测试是人工智能哲学方面第一个严肃的提案。著名的图灵测试诞生： 如果一台机器能够与人类 ( 通过电子设备 ) 展开间接对话而不能被辨别出其机器身份，那么称这台机器具有智能。 他也因此被誉为“人工智能之父”。同一年，图灵还预言了人类将会创造出具有真正智能的机器的可能性。1951年， 克 里斯托弗  ·  斯特雷奇 (ChristopherStrachey) 使用写出了一个西洋跳棋程序； 迪特里希  ·  普林茨 (DietrichPrinz) 写出了一个国际象棋程序。 从这开始游戏 AI 就一直被当做评价 AI 发展水平的标准。         1955 年，艾伦·纽厄尔 (Allen Newell) 和赫伯特 · 西蒙 (Herbert Simon) 在 J. C.  肖 的协助下开发了“逻辑理论家”。这个程序通过模拟人证明符号逻辑定理的思维活动，证明《数学原理》中的38个定理，其中某些证明比原著更加简明合理。1956 年，人工智能诞生 马文· 明斯基 (Marvin Minsky) 与 约翰· 麦卡锡 (John McCarthy) 、克劳德· 香农 (Claude Shannon) 等人一起在美国达特茅斯学院发起并组织“达特茅斯会议”，麦卡锡首次提出了“人工智能”这个概念，纽厄尔和西蒙则展示了编写的“逻辑理论家”。会议上AI的名称和任务得以确定，同时出现了最初的成就和最早的一批研究者，因此这一事件被广泛认为是AI诞生的标志，被誉为“人工智能的起点”。        1956 年乔治  ·  戴沃尔戴沃尔  (Ge orge Devol ) 与约瑟夫 · 恩格尔博格 ( Joseph F·Engelberger ) ， 创建了世界上第一家机器人公司，名为“尤尼梅新”。        1956 年，奥利弗·萨尔夫瑞德 (Oliver Selfridge) 研制出第一个字符识别程序，开辟了模式识别这一新的领域。             1957年， 艾伦·纽厄尔 (Allen Newell) 和 赫伯特 · 西蒙 (Herbert Simon) 等人开始研究一种不依赖于具体领域的通用问题求解器，他们称之为GPS(General Problem Solver)，这一时期，搜索式推理是许多AI程序使用相同的基本算法。原理就像在迷宫中寻找出路一般；如果遇到了死胡同则进行回溯选择其他分支路径往前，这就是“搜索式推理”。这算法主要困难是在很多问题中，线路总数的可能性是一个天文数字。         1958年，美国国防部先进研究项目局(Defense Advanced ResearchProjects Agency)成立，主要负责高新技术的研究、开发和应用。几十年来DARPA已为美军研发成功了大量的先进武器系统，同时为美国积累了大量的科技资源储备，并且引领着美国乃至世界军民高技术研发的潮流。总结一下，最初的人工智能研究是20世纪30年代末到50年代初的一系列科学研究成果交汇的创新的产物。在这些领域的顶级研究人员本身也是多学科跨界的专家，因此需要集各家所长的人工智能，才得以快速发展，其中主要的几个学科成果是： 1、神经学研究发现神经网络；2、维纳的控制论描述了电子网络研究3、香农信息论的数字信号研究；4、图灵的计算理论证明数字信号可以描述任何形式的计算，5、冯·诺依曼提出了存储程序的概念，这些密切相关的想法融合在一起，展现了构建一个电子大脑的可能性，研究如何用机器来模拟人类智能的学科产生了。 二、人工智能逻辑推理时期 (20世纪六十年代)         在这一时期，一般认为只要机器被赋予了逻辑推理能力就可以实现人工智能。 不过此后人们失望的发现，制造出来的机器仅仅具备了基本的逻辑推理能力，还远远达不到“智能”的水平。     早在1958年， 约翰· 麦卡锡 (John McCarthy) 提出了“纳谏者”的程序构想，将逻辑学引入了AI研究界。到了六十年代末麦卡锡和他的学生们发现，实现这一想法运算复杂度极高：即便是证明很简单的定理也需要天文数字的运算步骤。此时，麦卡锡认为，人类怎么思考是无关紧要的：真正的目标应该是解决问题的机器，而不是模仿人类进行思考的机器。因此麦卡锡等人一派也被称为“简约派”。这一时期的重大事件有：         1962年，创立6年时间的公司 “尤尼梅特” ， 推出了世界上首款工业机器人“尤尼梅特”， 开始在通用汽车公司的装配线上服役。        1963年6月，麻省理工学院MIT从DARPA，国防部先进研究项目局获得经费资助，其中包括 马文· 明斯基 (MarvinMinsky) 和麦卡锡 (John McCarthy) 五年前建立的 AI 研究组。 此后DARPA每年提供三百万美元，直到七十年代为止。        1966年到1972年间，美国斯坦福国际研究所(SRI)研制了具备一定人工智能移动式机器人Shakey,，它能够自主进行感知、环境建模、行为规划并执行任务(如寻找木箱并将其推到指定目的位置)。这是首台采用了人工智能学的移动机器人，引发了人工智能早期研究工作爆发。        1966 年， MIT 的系统工程师约瑟夫·魏泽堡 (Joseph Weizenbaum 和精神病学家   肯尼思·科尔比 (Kenneth Colby) 发布了世界上第一个聊天机器人艾丽莎 Eliza 。智能之处在于她能通过脚本“理解”简单的自然语言，并能产生类似人类的互动。而其中最著名的脚本便是模拟罗吉斯心理治疗师的Doctor。作为最早的有情感人工智能机器，可以帮助用户和机器进行对话，缓解压力和抑郁，同时这也是人工智能语音助手最早的雏形。        1968年12，加州斯坦福研究所的 道格·恩格勒巴特  ( Douglas C. Engelbart) 发明了鼠标，被誉为“鼠标之父”。 如果你认为发明鼠标已经很厉害的话，那他还有个更厉害发明，正是他提出了超链接概念，而超链接原理几十年后成了现代互联网的根基。他关于人工智能发展的理念是提倡“智能增强”而非取代人类。      了解最新课程内容，点击 原文链接 或者搜索"知识星球"小程序，在里面搜索“人工智能进化论”订阅课程，加入圈子讨论或者向作者提问。 或者加wx:AI61825

机器人形象和机器人一词，最早出现在科幻和文学作品中。1920年，一名捷克作家发表了一部名为《罗萨姆的万能机器人》的剧本，剧中叙述了一个叫罗萨姆的公司把机器人作为人类生产的工业品推向市场，让它充当劳动力代替人类劳动的故事。真正意义上的机器人出现在1959年。当时，美国人英格伯格和德沃尔制造出了世界上第一台工业机器人。这台机器人外形像一个坦克的炮塔，基座上有一个可转动的大机械臂，大臂上又伸出一个可以伸缩和转动的小机械臂，能进行一些简单的操作，代替人做一些诸如抓放零件的工作。经过了40年的发展，现在全世界已装备了90余万台工业机器人，种类达数十种，它们在许多领域为人类的生产和生活服务。大多数工业机器人都不能走路，一般是靠轨道滑行，如汽车制造机器人等。现代工业机器人主要有四种类型：（1）顺序型——这类机器人拥有规定的程序动作控制系统；（2）沿轨迹作业型——这类机器人执行某种移动作业，如焊接、喷漆等；（3）远距作业型——比如在月球上自动工作的机器人；（4）智能型——这类机器人具有感知、适应以及思维和人机通信机能。智能型机器人是最复杂的机器人，也是人类最渴望能够早日制造出来的机器朋友。然而要制造出一台智能机器人并不容易，仅仅是让机器模拟人类的行走动作，科学家们就要付出了数十甚至上百年的努力。1997年，日本本田公司率先研制出了第一台类人型步行机器人样机P3。2000年11月，日本科学技术振兴事业团宣布，已开发出可模仿一岁婴儿行走的机器人“皮诺”。它全身有26个关节，脚心装有一个传感器，可测量重心；眼睛可分辨红、蓝、黄等颜色，可自测距离；能挥手，并能蹒跚行走。