Shakey 机器人

一台会自己想办法的机器人

Shakey 是 SRI International（斯坦福国际研究院）在 1966 年至 1972 年间研制的移动机器人^[1]。SRI 把它描述为第一台能够感知并推理周围环境的移动机器人^[2]，也是第一台无需逐条指令就能完成任务的、基于人工智能的移动机器人^[1]。这两种说法指向同一件事：人只告诉它想要什么结果，路怎么走由它自己想。

由来

项目由 Charles Rosen 领导，他在 1966 年至 1972 年间带领团队研制 Shakey^[3]，经费来自美国国防部^[3]。这台机器人自身并不携带算力，而是通过双向无线电链路与控制它的大型计算机通信^[3]。也就是说，会动的那部分和会想的那部分并不在同一个地方：推理交给当时体积庞大的计算机，机器人身上只带感知和移动所需要的设备。

在感知方面，Shakey 配备电视摄像机（TV camera）、无线电天线链路、探测器和碰撞缓冲器，用来对所处的环境做视觉解读^[1]。它用摄像机观察世界，用缓冲器记录自己撞到了什么，再把这些信息汇总成对房间的认识。

它能做什么

Shakey 能完成需要规划、找路以及搬动简单物体的任务^[2]。这类任务同时压着好几个难题：认出房间里有什么、判断怎样的动作顺序能达到目标、在障碍物之间找出一条通路，然后把动作真正执行出来。把这些环节放在一起解决，而不是把每个动作提前写死，正是它成为研究平台而不只是一次演示的原因。

比硬件活得更久的是这个项目留下的软件。项目产出了用于绕开障碍物规划途经点的 A* 搜索算法，以及 STRIPS 规划系统^[3]。A* 是一种在地图上搜索路线的方法：它一边记录目前找到的最好走法，一边用「距离终点还有多远」的估计值决定先试哪一条，因此常常不必遍历所有可能就找到较好的路线。STRIPS 则换了一个角度处理规划问题：把每个动作描述成「执行前必须满足什么、执行后会变成什么」，规划器便能把这些动作串成通向目标的序列。这两个想法后来远远超出了 Shakey 项目本身，成为机器人学与人工智能里的常用工具。

进入公众视野

1968 年 4 月 10 日《纽约时报》刊登相关报道之后，Shakey 被更多人所知^[2]。在这轮报道的带动下，Life 杂志于 1970 年称它为「第一个电子人」（first electronic person）^[2]。这个说法颇能说明它当时受到的看待方式：人们没有把它当作一台实验装置，而是当作「机器自己行动」这个故事里较早出场的一个角色。

在技术史上的位置

Shakey 的意义，更多不在于它会做哪些具体动作，而在于它确立了一种做法：机器人感知、推理、行动，而推理交给通用的规划软件来完成，不靠预先写死的固定流程。后来的移动机器人研究基本沿用了这个框架。项目最出名的两项成果——A* 和 STRIPS——活得比机器本身更久，至今仍作为人工智能规划的基础内容被讲授。

2004 年，Shakey 入选卡内基梅隆大学（Carnegie Mellon University）的机器人名人堂（Robot Hall of Fame）；它现在收藏于加利福尼亚州山景城的计算机历史博物馆（Computer History Museum）^[2]。