NASA的太空蜜蜂︰50個開創歷史的人工智慧與機器人

第一章：夢想機器人
公元前322年～公元1700年

早在用金屬製造「生」物的科技出現之前，古人就夢想著「自動機」（automata）。希臘神話裡有高大的青銅人，還有因為諸神用魔法賦予生命而活過來的東西。
亞里斯多德等哲學家曾幻想過一個世界，靠活生生的工具來永遠廢除奴隸制度。氣體力學之類的技術開始為自動化機器打下基礎，做出了會像鳥一樣鳴叫、會斟酒的自動機。
公元1世紀之前，發明家就創造了蒸汽引擎和販賣機──還有滿是自動機的戲院，用特殊效果讓諸神活靈活現。
不過，無生物在水、蒸汽和空氣的驅動下活過來的地方不是只有古希臘──巴格達有三兄弟創造了世上第一個可編程的裝置，而中國古代文獻也記載了一個能走動與說話的自動化人偶。

我們最早是何時開始夢想有機器人的？
亞里斯多德的早期樂觀主義

公元前322年
研究者：
亞里斯多德（Aristotle）
主題領域：
自動化僕人
結論：
想像出可以取代工人的自動工具

「Automaton」（自動機）這個字出自荷馬的《伊里亞德》，這部古希臘史詩以特洛伊戰爭為背景，一般認為寫於公元前8世紀。史詩中，鐵匠之神赫菲斯托斯（Hephaestus）有幾座神奇的機器替他工作，其中包括會自己動的鼓風爐、幾個金銀製成的人形僕役，和一對金銀守衛犬。不過這些僕人中，最有趣、最像機器人的是赫菲斯托斯的自動化三足裝置，詩中描述為「自動機」。
而希臘神話中也有其他的「人造人」，例如同樣由赫菲斯托斯所打造的巨人塔羅斯（Talos）。他是個巨大的金屬守衛，傑森和阿爾戈號水手拔掉了他腳跟上的一根巨大釘子，放光了塔羅斯青銅身軀中所有的「靈液」（ichor，諸神血管中流淌著類似血液的液體），令塔羅斯就此喪命。雷．哈利豪森（Ray Harryhausen）在1963年拍攝的好萊塢定格動畫經典《傑遜王子戰群妖》（Jason and the Argonauts）讓塔羅斯永垂不朽。不過荷馬的《伊里亞德》成書幾百年後，亞里斯多德才想到以自動化工具取代奴隸的概念，以及那樣的機器能如何融入社會。
亞里斯多德是哲學家與科學家，公元前384年左右出生於希臘，是哲學家柏拉圖的學生，後來成為亞歷山大大帝的教師。

科技帶來的解放
奴隸在古代希臘稀鬆平常，只要是富裕的家庭都至少有一個奴隸。因此，亞里斯多德是在一個充滿奴隸的世界裡想像他的自動化工具。他寫道：「如果所有的器械都能聽從指令或靠著聰明的推測完成自己的工作，如同戴達魯斯（Daedalus）的雕像或赫菲斯托斯做的三腳〔……〕那麼梭子就能自動織布，撥片也能自己彈奏豎琴。如此一來，主管就不需要下屬，而主人也不需要奴隸。」
這段文字有兩種解讀方式：一是亞里斯多德在描述一種荒唐的狀況，嘲弄社會會因此大亂。另一種解讀是，亞里斯多德在描述他相信會發生的情形，他希望有一天會出現那樣的科技，解放工人和奴隸。
不論如何，亞里斯多德認為一旦能夠自動化，奴隸就能自由，其實太樂觀了。例如在工業革命時，棉花常用於最早的工廠，因為機器處理棉花纖維的能力比處理羊毛更優秀。不過美國的棉花田裡，仍然是奴隸在採棉花。
亞里斯多德的時代過了1000多年之後，他認為機器會取代工人的想法成真了：當時出現了緹花梭織機這樣的裝置，在19世紀大大加快了紡織的速度（見40頁）。

第一章：夢想機器人
公元前322年～公元1700年

早在用金屬製造「生」物的科技出現之前，古人就夢想著「自動機」（automata）。希臘神話裡有高大的青銅人，還有因為諸神用魔法賦予生命而活過來的東西。
亞里斯多德等哲學家曾幻想過一個世界，靠活生生的工具來永遠廢除奴隸制度。氣體力學之類的技術開始為自動化機器打下基礎，做出了會像鳥一樣鳴叫、會斟酒的自動機。
公元1世紀之前，發明家就創造了蒸汽引擎和販賣機──還有滿是自動機的戲院，用特殊效果讓諸神活靈活現。
不過，無生物在水、蒸汽和空氣的驅動下活過來的地方不是只有古希臘...

【前言】
前言
過去這一年裡，由於Stable Diffusion、Dall-E和ChatGPT等「生成式AI」應用程式出現，創造出和真人作品像得詭異的文字與影像，人工智慧相關事物可說是瘋狂大爆發。數十億美元的資金被投入AI科技，注定要重新塑造一切，從我們跟電腦的互動方式到我們的職業。
我們身邊到處都是人工智慧（artificial intelligence，AI）。當你和手機上的語音助理說話，或使用「智能」恆溫器時，仰賴的就是AI。我們購買的產品在機器人負責的倉庫裡用機器般的效率整理。
從太空探索到手術，機器人已經準備接手對人類而言太危險、太困難的工作（同時把人類專家的觸手拓展到其他大陸，甚至進入太空）。
等到第一雙人類的靴子踏上火星表面時，有些成員恐怕不會是人類，而是機器人。
所以我們是怎麼走到今天的？本書探討機器人學與人工智慧的50個里程碑，從古人首度幻想出來的人造僕人，一直到塑造人類未來的劃時代機器。
也許最讓人意外的是，人類著迷於自動機和會思考的機器，其實超乎你想像的久。早在公元前4世紀，古希臘哲學家亞里斯多德就曾經想像，未來自動化的工具會接手人類的枯燥工作。古希臘科學家設計了形形色色的東西，從自動販賣機到可以斟酒的自動化「女僕」都有，以氣壓、傳動裝置與齒輪為動力。甚至還有一台「自動機」以蒸汽驅動，比蒸汽重塑我們所知的世界還早了1500年。
這些突破似乎很多都不在我們所知的科技史之中。有一份中國古代的文獻記載了一個發明家向驚愕的國王展示一個古怪的自動化人形。9世紀的巴格達，三兄弟創作了一本古怪裝置與自動機的書，包括一個流水驅動的吹笛人，能吹奏預先編程的樂曲。
在能處理概念的機器出現之前幾百年，13世紀的神祕主義者拉蒙．盧爾（Ramon Llul）就設計了一種有旋轉紙盤的機器，目的是讓人改信基督教。如今盧爾被視為計算機科學的「先知」。15世紀的博學家李奧納多．達文西（Leonardo da Vinci）甚至跳了更大的一步，設計出一個會揮舞雙臂的機械騎士，還有一輛可能可以編程的「自動駕駛」馬車。
工業革命時，雅卡爾緹花梭織機（Jacquard loom）這樣的機器為現代世界準備了舞台：這種裝置使用的打孔卡啟發了計算機先驅查爾斯．巴貝奇（Charles Babbage），為20世紀的計算機操作鋪路。在1960年代，美國一年要用掉5000億張打孔卡。
近幾個世紀，機器人學和人工智慧雖然加速發展，許多先驅卻相對沒沒無名，例如尼可拉．特斯拉（Nikola Tesla）在1898年展示的搖控船（被認為太不可思議，有些觀察者認為機器中應該有隻猴子），以及1920年代上路、嚇得行人四處逃竄的第一批無人駕駛車（「幽靈車」〔phantom auto〕）。艾倫．圖靈在第二次世界大戰破解謎語（Enigma）密碼系統的成就現已廣為人知，但英吉利海峽對岸還有另一位電腦先驅，他辛苦研發的機器毀於同盟國的炸彈，直到柏林淪陷才為世人所知。
而機器人學和人工智慧最新的突破，讓我們得以一窺我們的未來。NASA的太空蜜蜂（Astrobee）是飄浮的方塊，靠著空氣噴嘴在國際太空站的微重力環境中「飛行」。當人類重返月球與進一步前往火星時，這樣的機器人會在人類探索下方地面時擔任太空船的「管照者」。
2016年，谷歌的AlphaGo在古老的桌遊中打敗最傑出的人類玩家之後，背後的團隊就開始研發系統，想發展出不知道規則也能在遊戲中勝出的系統。這樣產生的人工智慧系統，不必別人告知它該做什麼、該怎麼做，就能靠自己解決現實世界的問題。在我們生活的世界裡，科幻小說正在成真──而這本書裡的故事會告訴你，這一切是怎麼發生的。

【前言】
前言
過去這一年裡，由於Stable Diffusion、Dall-E和ChatGPT等「生成式AI」應用程式出現，創造出和真人作品像得詭異的文字與影像，人工智慧相關事物可說是瘋狂大爆發。數十億美元的資金被投入AI科技，注定要重新塑造一切，從我們跟電腦的互動方式到我們的職業。
我們身邊到處都是人工智慧（artificial intelligence，AI）。當你和手機上的語音助理說話，或使用「智能」恆溫器時，仰賴的就是AI。我們購買的產品在機器人負責的倉庫裡用機器般的效率整理。
從太空探索到手術，機器人已經準備接手對人類而言太危險、太困難的工作（同...

前言
第一章、夢想機器人：公元前322年～公元1700年 10
我們最早是何時開始夢想有機器人的？──亞里斯多德 12
亞里斯多德的早期樂觀主義
第一台能夠運作的自動機是什麼？──亞歷山卓的希羅 14
亞歷山卓的希羅如何創造出自動機
機器能預測未來嗎？──不詳 17
安提基特拉儀如何計算行星
機器人能奏出弦律嗎？──巴努．穆薩 20
9世紀的巴格達如何產生電腦化音樂
我們的思想可以機械化嗎？──盧爾 23
拉蒙．盧爾的轉盤如何使思想自動化
虛華的畫作，還是可行的科學？──達文西 26
達文西的自動化實驗
機關人偶是怎麼運作的？──近江 29
機關人偶如何讓日本人學會喜愛機器人

第二章、工業革命與自動化：1701～1899年 32
如何讓播種更有效率？──托爾 34
傑叟羅．托爾的播種機如何開創新格局
接下來會是什麼情況？──貝葉斯 37
貝葉斯的定理如何讓我們預測未來
機器能服從命令嗎？──查爾斯 40
可排程機器的開端
數學如何發現自己的引擎？──巴貝奇與勒芙蕾絲 43
巴貝奇、勒芙蕾絲與計算機
機械化如何改變出版這一行？──霍伊 46
霍伊的閃電印刷機
是誰發明了遙控交通工具？──特斯拉 49
尼可拉．特斯拉的「遠程自動操作裝置」

第三章、現代機器人學的開端：1900～1939年 52
電腦對上人類
──托雷斯．克維多 54
最早的（無敵）西洋棋自動機
「Robot」是什麼意思？──恰佩克 58
卡雷爾．恰佩克的劇作如何發明了「機器人」這個詞
機器人能自己開車嗎？──胡迪納 60
胡迪納的「美國奇蹟」如何啟發了自駕車
機器人能對指令做出反應嗎？──溫斯利 63
赫伯特聲控機器人如何完成人類工作
「人類機器」該是什麼模樣？──佛列茲．朗 66
從電影到現實
波拉德的專利有什麼用？──波拉德 69
「位置控制裝置」如何為機械手臂打下基礎

第四章、發展智能：1940 ～1969年 72
機器人能凌駕於法律之上嗎？──艾西莫夫 74
艾西莫夫的「機器人法則」如何幫助我們想像一個人機共存的社會
女性如何協助電子數值積分計算機？──莫奇利與霍伯頓 77
辛勤的思想機器
機器能和我們一樣思考嗎？──伯克利 80
「巨腦」如何讓我們能想像家家戶戶都有電腦
機器要如何通過圖靈測試？──圖靈 83
評估機器展現智能行為的能力
SNARC是什麼？──明斯基 86
最早像人腦一樣「學習」的類神經網路機器
人工智慧是何時誕生的？──麥卡錫 89
達特茅斯研討會
機器能自己照顧自己嗎？──查伯克 92
野獸如何學會餵養自己
機器人能做人類的工作嗎？──戴沃爾 95
機器人如何使得製造業發生革命性的劇變

第五章、適者生存：1970～1998年 98
沙基是怎麼想的？──羅森 100
沙基的導航為何改變了世界
可以利用機器人技術來治療癌症嗎？──阿德勒 104
電腦刀放射手術
機器能從自己的行為中學習嗎？──馬塔里奇 107
托托如何幫助機器「學習」
機器人能表達情緒嗎？──布雷齊爾110
Kismet與社會智能
機器人能在水中游泳嗎？──特里安塔菲羅 113
機器鮪魚如何幫助我們探索大海
誰比較會踢足球？──北野等人 116
機器人世界盃的目標
電腦如何在棋賽中獲勝？──許峰雄與坎貝爾 199
深藍讓我們更了解智能

第六章、居家機器人：1999～2011年 122
機器寵物能取代我們的寵物嗎？──土井與藤田 124
大家為什麼愛愛寶
機器人可以雙腳站立嗎？──重見 127
艾西莫如何和總統踢足球
機器人能殺人嗎？──通用原子公司 130
MQ-9死神無人機如何改變了戰爭
蛞蝓為什麼會怕機器人？──凱利、霍蘭德、梅爾賀許 133
自動化機器人的黏糊食物
機器人能幫我們做家務嗎？──安格、格雷納與布魯克斯 136
掃地機器人多有效率
機器人能走多遠？──斯奎爾斯
火星探測車「機會號」
車子要怎麼自己開？──特倫
國防先進研究計畫署的大挑戰如何開發出自駕車
機器人能幫助我們走路嗎？──山海
改變人生的HAL外骨骼

第七章、科幻作品成真：2011年至今 148
人形機器人能幫助太空人嗎？──貝吉 150
機器太空人二號教我們的事
機器人能當警察嗎？──史蒂芬斯 152
騎士視界保全機器人的優點和陷阱
電腦如何學會下贏圍棋？──哈薩比斯 155
從Alphago到Muzero
機器人會變得偏激嗎？──李彼得 158
聊天機器人泰伊為什麼只活了一天
蘇菲亞如何得到她的公民權？──漢森 160
取得沙烏地阿拉伯公民權的機器人
機器會好奇嗎？──嘉儂 163
Mimus如何幫助我們與AI共存
蜜蜂能在太空裡飛嗎？──布拉特 166
太空蜜蜂如何幫我們到達火星
AI會占領世界嗎？──阿特曼 169
ChatGPT如何在一夜之間顛覆科技

索引 172
名詞解釋 174
參考資料 175

前言
第一章、夢想機器人：公元前322年～公元1700年 10
我們最早是何時開始夢想有機器人的？──亞里斯多德 12
亞里斯多德的早期樂觀主義
第一台能夠運作的自動機是什麼？──亞歷山卓的希羅 14
亞歷山卓的希羅如何創造出自動機
機器能預測未來嗎？──不詳 17
安提基特拉儀如何計算行星
機器人能奏出弦律嗎？──巴努．穆薩 20
9世紀的巴格達如何產生電腦化音樂
我們的思想可以機械化嗎？──盧爾 23
拉蒙．盧爾的轉盤如何使思想自動化
虛華的畫作，還是可行的科學？──達文西 26
達文西的自動化實驗
機關人偶是怎麼運作的？──近江 29...