可以自我復制的機器人

　　在7月初舉行的切爾滕納姆科學節(jié)上，英國巴斯大學的艾德里安·鮑耶和新西蘭科學家維克·奧利弗公布了一個叫做“RepRap”的機器人，這種機器人能夠自行“復制”自己的零件，根據(jù)三維模型把所需要的塑料物件自動制造出來。雖然RepRap仍在不斷完善之中，但人們?nèi)詫@種具備“生長力”的機器充滿期待。它可能會成為一個自動工廠，也有可能因此衍生出機器人的不死之身。
　　包括雷內(nèi)·迪卡爾在內(nèi)的在一批哲學家、數(shù)學家和物理學家一直對一種東西非常感興趣，那就是可以自我復制的機器。當然，在科幻作家那里，這不成問題，而且他們還指出了將這樣一種技術帶到世界上的種種危險。然而，對于可以自我復制的機器人，不管你是支持，還是反對，它都已經(jīng)開始走進你我的生活。
　　英國巴斯大學的艾德里安·鮑耶（AdrianBowyer）博士坐在他的辦公室里，看上去不像一位邪惡的科學怪人。鮑耶現(xiàn)年55歲，是巴斯大學機械工程學系高級講師和“RepRap”機器人的發(fā)明者，身體有點矮胖，兩眼炯炯有神，說起話來柔聲細語。
　　7月初，在切爾滕納姆科學節(jié)（CheltenhamScienceFestival）上，鮑耶和新西蘭科學家維克·奧利弗（VikOliver）揭開了他們聯(lián)手研制的可自我復制的機器人的神秘面紗。這個機器人名叫“RepRap”，它與其他機器人最大的不同是，它身上的大部分部件都是從較早的一個原型機器人復制出來的。“RepRap”機器人在2006年首次組裝完畢，但這是第一次和它的母體一同亮相。
　　從技術上來說，“RepRap”是一種快速成型（RapidPrototyping）技術形式，從生產(chǎn)飛機到生產(chǎn)吹風機的流水線，都經(jīng)常用到這項技術，其實說它是一種“三維物體印刷機”可能更容易理解。“RepRap”的工作原理基本上跟家用臺式印刷機相同，但是它并不是在紙上印刷，而是根據(jù)電腦設計的三維模型，直接用塑料制作出三維“硬件”而已。

未來發(fā)展?jié)摿薮?BR>
　　鮑耶將他的“RepRap”形容為“一種潛在的很有前途的技術”。這項技術使人們看到非生命物體的“生長”潛能。“RepRap”可以自動生產(chǎn)出來自己的部件，最終能“讓每一個人在復制的幫助下，具有自己制造任何東西的能力”。
　　也許將來有一天，每一個人都會享受到自我復制技術的好處，比如，你只需要買回一臺電視就可以了，電視陳舊了，你只需要下個命令，舊電視就會自我復制出一臺一模一樣的新電視來。當然，現(xiàn)在這項技術剛剛起步，還只能自我復制一些粗糙的小塑料品，比如涼鞋、掛鉤、門把手、蒼蠅拍等，但是毫無疑問，將這項技術進一步完善后，自我復制更加精致的物品是完全有可能的，比如精密儀器中的線路等。
　　現(xiàn)在的“RepRap”看上去有點寒酸。它的體積并不大，只比便攜式電視大一點，像是用一些長長的壁骨材料和大量塑料部件組裝起來的。在它的心臟部位是一個非常重要的擠壓機，將白色纖維絲輸入到擠壓機上的噴嘴里，噴嘴便可以噴吐出用熔化的塑料擠壓而成的薄膜，看上去有點像一臺廉價的紡織機。
　　鮑耶將噴嘴設置到工作狀態(tài)，讓它生產(chǎn)一個簡易掛衣鉤來。一條線接一條線，一層摞一層，“RepRap”開始工作。這是個枯燥乏味的過程，“復制”每個小部件幾乎都要用兩個小時。復制完成“孩子”機器人的所有部件需要花費數(shù)百個小時。鮑耶現(xiàn)在的工作就是要將“RepRap”的工作成本降下來，從金錢到時間。

　　自我復制機器的想法可以追溯到瑞典皇后對法國哲學家和數(shù)學家笛卡爾的評論，但到19世紀，塞繆爾·巴特勒對自我復制機器進行了更加認真的研究。巴特勒在他的小說《烏有鄉(xiāng)（Erewhon）》中，描寫了一個能模仿莊稼生物學過程的機器。
　　科幻作家也盯上了自我復制技術，約翰·斯勒德克（JohnSladek）于1968年發(fā)表了小說《生殖系統(tǒng)（theReproductiveSystem）》，書中描寫了一部可以自我復制的機器人瘋子。而在這部小說走紅之前，著名科學家菲利浦·K·迪克(PhillipK.Dick)、阿瑟C.克拉克(ArthurC.Clarke)和獲得諾貝爾提名的卡雷爾·恰佩克(KarelCapek)也都對自我復制技術產(chǎn)生了濃厚興趣。這些探索為科幻影片《魔鬼終結者》打下了基礎，這部影片中的機器人試圖控制整個世界。
　　但鮑耶認為，他的“RepRap”將被證明遠沒有這么壞。另外，他的機器人現(xiàn)在還不能自我裝配，目前也不能復制自己的全部零件。所以，你也許會質(zhì)疑，“RepRap”其實算不上一個真正的自我復制機器人。但鮑耶對此的解釋是：“作為一種有效的自我復制機器，你能看到整個工藝過程，這和你利用一種機械工具制造另一個復制品有很大的不同。‘RepRap’讓這個過程自動化起來，這就是差別所在。”
　　鮑耶認為這種自我復制技術非常適合那些經(jīng)濟實力并不特別發(fā)達的國家采用。他說：“這意味著發(fā)展中國家也可以在制造業(yè)獲得一席之地。即使在中國，要建設一條裝配流水線，也要花費數(shù)億美元。你可以給工人發(fā)低工資，但你制造產(chǎn)品必須有大量資金投入。而‘RepRap’是一種可以在投入較少的情況下就能進行規(guī)模生產(chǎn)的東西。如果你擁有一個‘RepRap’，事情就好辦了，一旦你擁有一個，你就能再擁有好幾個，甚至你還能送給鄰居一個，他們就能像你一樣，利用一個制造出很多個這種機器人。所以，‘RepRap’在幫助人們擺脫貧窮方面，是一種非常有效的機械裝置。”
　　鮑耶表示，用不了多久，非洲等地區(qū)的社團也可以下載制造“RepRap”的說明書，利用它復制更多的機器。因為整個設計是開放的，所有資料都是免費的，所以利用它的社團不需要支付任何版稅。

05年美科學家研制出自我復制機器人

　　其實早在05年，美國已宣稱已研制出自我復制機器人，但外形像智能玩具。

　　這種具有自我復制功能的機器人不太像電影《星球大戰(zhàn)》中的機器人，倒是與幼兒園的玩具更加相似。它由4個智能模塊制成，不會走路，也沒有說話能力，它們的行動仍取決于人類的幫助。但發(fā)明者表示，這種機器人為科學家研制出能夠自我復制的機器提供了有形證據(jù)，從而滿足了制造可以在極其惡劣或?qū)θ祟惗允诌b遠的環(huán)境中生存的機器人的重要概念條件。用幾個模塊組成的機器人呈長條形，能在不同的“關節(jié)”部位以任意角度扭轉(zhuǎn)，非常像多年前流行的智力玩具“魔棍”。在自我復制時，長條形的機器人會扭轉(zhuǎn)“身體”，低下“頭”來，用“頭部”模塊表面的電磁鐵吸住一個新的模塊放在一邊，此后再吸住一個模塊堆在第一個模塊上面。

　　在復制的最后階段，尚未完工的“副本”機器人也會配合行動，低下“身體”讓“施工”的機器人把最后的模塊堆在自己身上，使兩者的高度達到一致。這樣，“施工者”就組裝成了和自己一模一樣的“副本”。由4個模塊組成的機器人，完成自我復制只需要2.5分鐘。

　　自我變形執(zhí)行不同任務

　　它通過同桌面相接觸而獲得動力，通過臉部來完成數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)換。由于它能自己組成不同的形狀，能執(zhí)行不同的任務。比如，在倒塌的樓房中執(zhí)行任務時，它能變成蛇，再變成圓屋頂，以保護里面的人。

　　機器人的4個模塊都是邊長10厘米的立方體，每側都有彎曲裂口，這使得它們能夠穿過120度的弧形體。模塊每側都有電磁體，這樣，它們就可以選擇互相如何連接和分離。

　　這種模塊機器人在經(jīng)過自我調(diào)整后可以變成塔形、直角和正方形等形狀。每個模塊上都有一個微型電腦芯片，電腦芯片編入了指示機器人工作指令的程序。 

　　利普森說：“人們對高性能機器人的興趣越來越大，希望機器不僅可以發(fā)現(xiàn)問題，還能自我修復。如果你把一個機器人送到火星上去，有些部件發(fā)生故障，你肯定希望修復它，你肯定不希望因為一點點小故障就放棄了你的探索任務。”另外，自我復制和修復技術還可能用在那些被派到危險環(huán)境的機器人身上，比如戰(zhàn)區(qū)或遭到破壞的核反應堆等人類無法生存的地方。

　　與自然生物體復制仍有距離

　　具有自我復制功能的機器人在科幻小說中雖說相當普遍，但在現(xiàn)實生活中要制造出這種機器人極其困難，這在技術和軟件方面都面臨巨大挑戰(zhàn)。截至目前，只有兩種具有復制功能的機器公諸于眾，但它們一方面比較簡單，另一方面遠不及成功的生物有機體。

　　自我修復機器的定義一般是指一種具有自我創(chuàng)造能力的機器，“再造”的機器接著能夠造出另一與它們相似的機器。繁殖是生物界的前提條件，同時，隨著未來幾代生物體的基因變化，它還應具備適應能力。

　　在接受法新社記者采訪時，主要研究人員利普森表示，這個機器人盡管有它的局限性，但它是“機器自我復制是可能的，自我復制并不局限于活的有機體”這一概念的有力證據(jù)。這項研究由美國宇航局和其他一些對自我修復系統(tǒng)感興趣的單位聯(lián)合資助。