從Walter的海龜機(jī)器人開(kāi)始，技術(shù)已經(jīng)發(fā)展了很長(zhǎng)時(shí)間，我們現(xiàn)在能夠?yàn)閾碛蠥SIMO、 PR2、 NAO和Pepper這樣先進(jìn)的機(jī)器人而自豪。我對(duì)這個(gè)研究領(lǐng)域很有興趣，這歸功于我的學(xué)術(shù)背景，我曾經(jīng)參與的各種開(kāi)源機(jī)器人社區(qū)（Player/Stage、ROS、MORSE等），還有我的教學(xué)任務(wù)以及與學(xué)生一起進(jìn)行的項(xiàng)目。重要的是，我像孩子一樣渴望制造機(jī)器人。我不能自拔地把過(guò)去十年學(xué)到的幾乎所有東西都湊在一起，就像我們知道的那樣，機(jī)器人技術(shù)和人工智能確實(shí)能改變我們的世界。在全書(shū)十章的內(nèi)容里，我對(duì)各種各樣的研究者進(jìn)行了思考，如Braitenberg、Dennett、Brooks、Arkin、Murphy、Winfield、Vaughan、Dudek、Dorigo、Sahin、Bekey、Abney、Wendell、Takeno、Bringsjord和Anderson夫婦，這些讓我印象深刻的人為我展現(xiàn)了通往正確道路的奪目光輝。除了這些學(xué)術(shù)上的影響和激勵(lì)之外，科幻小說(shuō)，特別是艾薩克·阿西莫夫、Philip K. Dick、Arthur C. Clarke、Cory Doctorow、Peter Watts等人的作品，指引我去研究人工智能和機(jī)器人的各個(gè)方面以及它們對(duì)人類(lèi)社會(huì)的影響，并幫助我在本書(shū)中闡述想法。
此外，我還受到了一系列電影的影響，這其中有標(biāo)志性的描述機(jī)器人的電影如Wall-E、IRobot，以及經(jīng)典電影如The Metropolis、Blade Runner和West World，還有近的Interstellar、Real Steel、Robot and Frank、Big Hero 6和Ex-Machina。
本書(shū)致力于向讀者介紹在過(guò)去四十年中基于智能體的機(jī)器人所取得的成就，以及使用易用的電子和開(kāi)源工具實(shí)現(xiàn)這些概念的方法，也介紹了多機(jī)器人團(tuán)隊(duì)、群體機(jī)器人和人機(jī)交互，以及在機(jī)器人技術(shù)中開(kāi)發(fā)人工意識(shí)方面做出的努力。后一章通過(guò)超級(jí)人工智能和技術(shù)奇點(diǎn)的預(yù)言展望了人工智能和機(jī)器人技術(shù)的未來(lái)。
本書(shū)的旅程從古希臘神話開(kāi)始，以一個(gè)關(guān)于未來(lái)預(yù)言的爭(zhēng)論結(jié)束，即人類(lèi)和技術(shù)將融合在一起以創(chuàng)造出高等生物作為我們進(jìn)化途徑上的繼承人。從赫菲斯托斯、Philon、達(dá)·芬奇、特斯拉、Walter、Toda、Moravec、Braitenberg、Brooks到庫(kù)茲韋爾，本書(shū)采用了實(shí)例、圖片、與專(zhuān)家一對(duì)一的訪談、圖解、漫畫(huà)等方式，內(nèi)容生動(dòng)活潑。
本書(shū)共涵蓋如下七大主題。
1.人工智能與應(yīng)用人工智能
任何學(xué)科的理論和實(shí)踐總是有一定的差異，課堂教學(xué)的啟發(fā)與實(shí)驗(yàn)室、工作室或工業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用本身就存在差異。這樣的情況對(duì)于人工智能來(lái)說(shuō)更多見(jiàn)。根據(jù)我的經(jīng)驗(yàn)，這個(gè)問(wèn)題常常被歸結(jié)為是“學(xué)習(xí)人工智能”還是“制造機(jī)器人”。Russell、Norvig、Rich、Knight這些人工智能中的杰出范本實(shí)際上對(duì)構(gòu)建機(jī)器人并沒(méi)有多大幫助，你必須挖掘在線教程、YouTube視頻等去學(xué)習(xí)如何建造機(jī)器人。機(jī)器學(xué)習(xí)也是如此，一篇文章可以為學(xué)生介紹神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，比如，Bishop可能是你了解這門(mén)學(xué)科的好途徑，但是要想構(gòu)建一個(gè)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，學(xué)生必須找到合適的C或Python庫(kù)。理論和應(yīng)用之間的橋梁（如圖1所示）不僅距離遙遠(yuǎn)，而且要求人們具備不同的能力。需要補(bǔ)充的一點(diǎn)是，人工智能本身不足以制造機(jī)器人，由于機(jī)器人的特性，它還需要利用電子、機(jī)械設(shè)計(jì)、傳感器設(shè)計(jì)和其他交叉學(xué)科的知識(shí)來(lái)實(shí)現(xiàn)。本書(shū)嘗試縮短這個(gè)橋梁，并希望通過(guò)將概念與實(shí)際應(yīng)用相互聯(lián)系，讓讀者更容易跨越它。

圖1　從人工智能到應(yīng)用人工智能的橋梁。（對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，這兩個(gè)領(lǐng)域代表了兩個(gè)不同的學(xué)科。本科生會(huì)發(fā)現(xiàn)很難看出人工智能學(xué)說(shuō)的收斂性。例如，規(guī)劃、搜索和知識(shí)表達(dá)是制造機(jī)器人的哲學(xué)基礎(chǔ)和分析工具，但在初學(xué)者階段，它簡(jiǎn)化為簡(jiǎn)單的編程腳本、傳感器與電機(jī)的接口，這樣更便于設(shè)計(jì)。因此，人工智能和機(jī)器人之間的相關(guān)性對(duì)年輕的愛(ài)好者來(lái)說(shuō)可能不是很明顯）
這些應(yīng)用包括第2章和第3章中的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單的行為，第4章中的導(dǎo)航，以及多機(jī)器人系統(tǒng)和群集，其中許多補(bǔ)充了來(lái)自實(shí)際場(chǎng)景的示例、算法和軟件介紹。導(dǎo)航的獨(dú)特性在于它是一種基本行為，也是一種設(shè)計(jì)工具。第5章有幾個(gè)關(guān)于硬件的例子，用來(lái)激發(fā)機(jī)器人愛(ài)好者的想象力和創(chuàng)造力。
2.協(xié)商與反應(yīng)及關(guān)聯(lián)性問(wèn)題
這兩種有關(guān)基于智能體的機(jī)器人技術(shù)的實(shí)現(xiàn)途徑的爭(zhēng)論是由Rodney Brooks在20世紀(jì)80年代中期進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性工作時(shí)引發(fā)的。然而，這種思想可以追溯到行為主義和現(xiàn)象學(xué)。行為主義是斯金納通過(guò)19世紀(jì)90年代末巴甫洛夫、Thorndike的工作在20世紀(jì)50年代確立的一個(gè)心理學(xué)分支學(xué)科。Husserl、海德格爾和Merleau-Ponty在現(xiàn)象學(xué)領(lǐng)域的哲學(xué)發(fā)展幫助鞏固了情境性概念與主體性概念。Walter、Toda和Braitenberg這三位大膽的科學(xué)家分別在20世紀(jì)40年代末、20世紀(jì)60年代中期和20世紀(jì)80年代初希望創(chuàng)造出人造生物，所以分別獨(dú)立地將這些想法吸收到了機(jī)器人技術(shù)中。Walter在他的海龜模型中明確展示了行為設(shè)計(jì)，Toda提出了自主主體的個(gè)模型，而B(niǎo)raitenberg的理想實(shí)驗(yàn)表明，簡(jiǎn)單的主體可以帶來(lái)非常先進(jìn)的性能。這些獨(dú)立的結(jié)論形成了基于行為的機(jī)器人的基本原理。
框架問(wèn)題和關(guān)聯(lián)性問(wèn)題是機(jī)器人設(shè)計(jì)中固有的麻煩，這也構(gòu)成了爭(zhēng)論的核心。這個(gè)問(wèn)題不能被根除，只能在基于行為的范式中完全避免，或者在PENGI這類(lèi)軟件中考慮把它處理到小化。與此形成對(duì)比的是，我們?nèi)祟?lèi)可以“在運(yùn)行中”“解決”框架問(wèn)