張 娜，王 磊

廣東科學(xué)中心，廣東廣州 510006

人形機(jī)器人（Humanoid robot）擁有人的四肢和頭等構(gòu)造，面部也趨近于人，以便模擬人類(lèi)眼睛和嘴部的動(dòng)作表情。雖然大部分人形機(jī)器人仍處于試制階段，卻長(zhǎng)期以來(lái)在科幻文學(xué)中扮演著主角，是機(jī)器人學(xué)（Robotics）的一大主題。人形機(jī)器人因其類(lèi)人外表具有良好的視覺(jué)效果，能夠引發(fā)觀眾產(chǎn)生同理心，特別適合在科技場(chǎng)館中進(jìn)行展出。

最早的人形機(jī)器人是日本早稻田大學(xué)開(kāi)發(fā)的WABOT-1，它可以和人簡(jiǎn)單對(duì)話，也能做一些基本走動(dòng)。為了推動(dòng)和促進(jìn)科技館在數(shù)字化時(shí)代的非正式教育功能，科技館致力于創(chuàng)建研發(fā)更多基于ICT（信息通信技術(shù)）的互動(dòng)展項(xiàng)，讓觀眾接觸到具備更強(qiáng)大功能的科技創(chuàng)新產(chǎn)品，這種時(shí)代的需求和人形機(jī)器人的出現(xiàn)相結(jié)合為觀眾營(yíng)造更具科技感和時(shí)代感的非正規(guī)學(xué)習(xí)氛圍。

作為新興技術(shù)產(chǎn)品，人形機(jī)器人與科技館有著天然的聯(lián)系，科技館緊跟人形機(jī)器人發(fā)展的腳步，引入最新的人形機(jī)器人進(jìn)行科普展示。盡管機(jī)器人早已是科技館的?？?，但大多以機(jī)械體原本的面貌示人，呈現(xiàn)出的更多是金屬質(zhì)感的冰冷部件。人形機(jī)器人的到來(lái)具有劃時(shí)代的意義，機(jī)器人“變形”成人類(lèi)的模樣，擁有四肢和軀干，有的甚至包裹上了人類(lèi)的皮囊，受歡迎指數(shù)急劇上升。

1 科技場(chǎng)館人形機(jī)器人展示形式分析

人形機(jī)器人的每一次發(fā)展與升級(jí)都為科技館所關(guān)注，國(guó)內(nèi)外科技館爭(zhēng)相邀請(qǐng)最新研發(fā)的人形機(jī)器人前來(lái)“做客”，在吸引觀眾目光的同時(shí)，達(dá)到前沿科技產(chǎn)品科普化展示的效果?；仡櫲诵沃悄軝C(jī)器人在科技場(chǎng)館中的應(yīng)用，可大致歸納為以下幾個(gè)階段。

1.1 功能性動(dòng)作展示

在這種形式相對(duì)單一的展出人形機(jī)器人新功能的展項(xiàng)中，成為觀眾視覺(jué)焦點(diǎn)的與其說(shuō)是人形機(jī)器人，不如說(shuō)是異化的存在，觀眾此時(shí)的參觀心理與去動(dòng)物園參觀動(dòng)物時(shí)的心理無(wú)異。作為非人的機(jī)器人，觀眾最初假設(shè)它們都是組裝起來(lái)的金屬塊，完全沒(méi)有人類(lèi)的屬性，當(dāng)看到這樣的金屬塊進(jìn)行人性化動(dòng)作時(shí)，觀眾就會(huì)報(bào)以掌聲，如同觀看馬戲團(tuán)里經(jīng)過(guò)訓(xùn)練，能夠進(jìn)行表演的動(dòng)物一樣驚奇。

例如，本田開(kāi)發(fā)的新型智能機(jī)器人ASIMO在日本科學(xué)未來(lái)館向大眾的展示中，ASIMO位于一圈防護(hù)欄的正中間，展示最新研發(fā)出的功能：感知周?chē)说膭?dòng)作，針對(duì)指定提問(wèn)者的問(wèn)題進(jìn)行相應(yīng)的回答，在回答時(shí)，還會(huì)不停地使用肢體語(yǔ)言。在展示中，ASIMO還對(duì)自己的功能向參觀的公眾進(jìn)行說(shuō)明，如：識(shí)別人多聚集的地方，還可以通過(guò)傳感器瞬間識(shí)別到參觀公眾的舉手，然后在沒(méi)有指示的情況下進(jìn)行說(shuō)話等[1]。觀眾圍繞在ASIMO防護(hù)欄周?chē)^看展示最新研發(fā)出的動(dòng)作，這種展示形式更像是新產(chǎn)品發(fā)布會(huì)，給予觀眾的是機(jī)器人能完成的新的類(lèi)人動(dòng)作的沖擊。

1.2 智能化人機(jī)互動(dòng)

隨著科技館和人形機(jī)器人功能的發(fā)展，人形機(jī)器人在科技館中的展出方式也發(fā)生了新的變化，不再作為陳列式展品為觀眾所觀看，而具有可操作性，能對(duì)觀眾的特定動(dòng)作做出相應(yīng)回應(yīng)。到此階段，人形機(jī)器人不再是擺放在“真空”玻璃櫥窗中的冰冷物件，而與周?chē)牟颊弓h(huán)境相融合，對(duì)周?chē)h(huán)境中的刺激做出反應(yīng)，雖然這些反應(yīng)同樣來(lái)自于預(yù)先設(shè)置好的程序，這些動(dòng)作程序由觀眾即興動(dòng)作開(kāi)啟，呈現(xiàn)了人機(jī)互動(dòng)的可能性。

2010年，法國(guó)Aldebaran機(jī)器人公司研發(fā) Nao仿人機(jī)器人在上海世博會(huì)上以同步舞蹈動(dòng)作驚艷四座，成為全球矚目的焦點(diǎn)。同年Nao完成了令人驚異的單口相聲表演，精巧的手臂動(dòng)作是Nao的突出特色。隨后，Nao進(jìn)軍教育界，成為聯(lián)合國(guó)STEM（科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)）項(xiàng)目中重要的輔助手段，進(jìn)入校園，向?qū)W生展示機(jī)器人學(xué)和機(jī)器人在人類(lèi)未來(lái)生活中扮演的重要角色。Nao目前是學(xué)術(shù)領(lǐng)域世界范圍內(nèi)運(yùn)用最廣泛的類(lèi)人機(jī)器人，國(guó)內(nèi)多家科技館在機(jī)器人展區(qū)中引入了Nao，進(jìn)行集體舞、踢足球、爬梯子、撿垃圾等表演。除上述既定程序操控下的功能性表演外，Nao精通9種語(yǔ)言，能自由與人類(lèi)進(jìn)行語(yǔ)言、肢體和眼神的交流，還能感知人類(lèi)的情緒，用于幫助治療自閉癥患者。

1.3 模擬人類(lèi)情感表情

人形機(jī)器人要想真正具備人類(lèi)屬性，模擬人類(lèi)情感表情是至關(guān)重要的一環(huán)。此階段的人形機(jī)器人有了屬于自己的臉孔，不再是一成不變的變形金剛式標(biāo)志性臉孔，呈現(xiàn)出更加細(xì)膩的人臉面部特征，也能通過(guò)學(xué)習(xí)，模仿觀眾的表情和肢體動(dòng)作。早在2001年美國(guó)麻省理工學(xué)院就研發(fā)了世界上第一個(gè)有類(lèi)似人類(lèi)感情的機(jī)器人。為了更加精確地表達(dá)傳遞情感，人形機(jī)器人也有了性別和年齡之分。

日本科學(xué)未來(lái)館“人形機(jī)器人：什么是人類(lèi)？”展示一些我們見(jiàn)過(guò)的最真實(shí)的人形機(jī)器人。機(jī)器人的創(chuàng)造者用一種特殊類(lèi)型的硅膠，看起來(lái)像人的皮膚復(fù)制身體，并花費(fèi)數(shù)百個(gè)小時(shí)成型，繪畫(huà)和手工制作的模型的面部特征的真實(shí)副本。日本科學(xué)未來(lái)館3個(gè)人形機(jī)器人包括女播音員機(jī)器人，成年女性機(jī)器人和兒童機(jī)器人。這3個(gè)機(jī)器人將作為日本科學(xué)未來(lái)館的常設(shè)展項(xiàng)，機(jī)器人與公眾的互動(dòng)有助于研究人員進(jìn)一步探索機(jī)器人。游客可以用這個(gè)機(jī)器人，做到面對(duì)面的交談，隨著時(shí)間的推移，研究人員希望，人們會(huì)變得更加習(xí)慣用機(jī)器人進(jìn)行通信。

2011年在倫敦科學(xué)館中舉辦的“機(jī)器人市”活動(dòng)中，展示了許多來(lái)自歐洲和英國(guó)的模擬人類(lèi)表情的人形機(jī)器人，將歐洲的機(jī)器人文化帶入了英國(guó)，體現(xiàn)了機(jī)器人設(shè)計(jì)和技術(shù)的最高水平。由歐洲和日本科學(xué)家聯(lián)合研制的兒童機(jī)器人iCub身高僅有104厘米，相當(dāng)于3歲男童的身高，iCub擁有一雙大大的圓眼睛和白色的面孔，能爬行和坐立，能模仿兒童的頭部和眼睛活動(dòng)，看到移動(dòng)的物體，可以用眼睛和手進(jìn)行跟蹤和抓舉，惹人憐愛(ài)，備受好評(píng)。iCub最了不起的地方在于“他”是一個(gè)開(kāi)放的系統(tǒng)平臺(tái)，能像孩子一樣發(fā)展自己的認(rèn)知能力，逐漸掌握自己身體的運(yùn)動(dòng)機(jī)能以及與外部世界互動(dòng)的能力，最終實(shí)現(xiàn)與他人交流?！案拍睢睓C(jī)器人擁有精致的人形臉孔，通過(guò)與人的交流，他能學(xué)習(xí)人類(lèi)的表情，并根據(jù)對(duì)方的表情，調(diào)整自己的表情。“卡斯帕”和iCub的外貌類(lèi)似，都做成了孩童大小，看上去就像是布偶娃娃，它不能行走，通過(guò)與兒童觀眾的互動(dòng)，幫助兒童理解情感，通過(guò)表情對(duì)話教會(huì)兒童如何與他人交流。

1.4 機(jī)器人劇場(chǎng)

戲劇機(jī)器人由英國(guó)康沃爾郡公司“工程學(xué)藝術(shù)”（Engineered Arts）制造，由壓縮空氣驅(qū)動(dòng)，幾乎完全用鋁材料制造。戲劇機(jī)器人懂得很多簡(jiǎn)單的對(duì)話，它會(huì)跟眼前的人打招呼，發(fā)出問(wèn)候語(yǔ)，還會(huì)模仿這個(gè)人的一系列動(dòng)作，只需看過(guò)一次就能即時(shí)準(zhǔn)確快速地模仿出來(lái)，它的LED眼睛甚至可以表達(dá)出不同的情緒和感受，而且加上說(shuō)出的經(jīng)典對(duì)白以及豐富肢體的動(dòng)作，整個(gè)場(chǎng)面極其繪聲繪色。

2010年全球首家機(jī)器人劇場(chǎng)出現(xiàn)在波蘭華沙，并在華沙哥白尼科學(xué)中心、以色列海法國(guó)家科技館（MadaTech）、德國(guó)沃爾夫斯堡Phaeno科學(xué)中心、加拿大安大略科學(xué)中心等多個(gè)科技館中上映其機(jī)器人劇目。目前編排的劇目改編自科幻小說(shuō)和童話故事，劇場(chǎng)負(fù)責(zé)人表示未來(lái)將吸納更多文學(xué)作品進(jìn)入劇目的編排中，機(jī)器人有望成為名副其實(shí)的演員，上演經(jīng)典文學(xué)名著甚至電影片段。

國(guó)內(nèi)科技館機(jī)器人劇場(chǎng)的概念尚未成型，部分科技館中的機(jī)器人表演形式更多的偏向于機(jī)器人秀場(chǎng)，演出的劇目，從歌舞到小品，內(nèi)容繁多，例如：南京科技館機(jī)器人的“千手觀音”表演，上?？萍拣^的機(jī)器人小劇場(chǎng)的機(jī)器人廣播體操、勁爆舞蹈、“太極功夫”表演，甚至勁舞“江南style”，中國(guó)科技館的機(jī)器人樂(lè)隊(duì)指揮，仿人形機(jī)器人手持指揮棒指揮樂(lè)隊(duì)一曲接一曲地演奏各種樂(lè)曲。這些機(jī)器人表演雖然具備“劇場(chǎng)”的形式，但實(shí)質(zhì)上還是事先通過(guò)編程控制的、既定程序操控下的受控重復(fù)性動(dòng)作，展出的關(guān)注度和反響不錯(cuò)，但如果可以更進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的自主式演出，相信會(huì)更加精彩。

與這種常見(jiàn)的機(jī)器人表演秀不同，華沙哥白尼科學(xué)中心機(jī)器人劇場(chǎng)劇目的選擇兼具科學(xué)教育和科技哲學(xué)的雙重內(nèi)涵，具有科幻小說(shuō)戲劇化的特點(diǎn)，內(nèi)容寓意深刻，引發(fā)觀眾對(duì)未來(lái)世界中機(jī)器人與人類(lèi)共存問(wèn)題的哲學(xué)思考。這是人形機(jī)器人在科技館中展出的比較理想的形式。目前戲劇機(jī)器人在波蘭華沙哥白尼科學(xué)中心機(jī)器人劇場(chǎng)展中上演以下兩個(gè)劇目。

1.4.1 空抽屜的秘密/四維空間的鬼魂

該劇改編自19世紀(jì)Edwin A. Abbott的短篇小說(shuō)《平面國(guó)--多維度的愛(ài)情故事》。來(lái)自平面國(guó)的正方形開(kāi)始了走向第三維度的旅行?，F(xiàn)在我們看來(lái)司空見(jiàn)慣的立體事物都讓正方形驚訝不已，就如同我們面對(duì)四維空間一樣好奇。表演致力于講述關(guān)于這些多維世界的故事，舞臺(tái)上兩個(gè)戲劇機(jī)器人扮演兩個(gè)年輕人：多米克和佐思婭，它們?cè)趯ふ乙恢弧跋У摹变摴P，在埃德溫叔叔（由工作人員扮演，角色定位為觀眾的良師益友）的陪同下，觀眾開(kāi)啟多維世界的旅行，幫助他們找尋這只鋼筆。埃德溫叔叔善于思考，并回答觀眾關(guān)于空間特性和維度的種種問(wèn)題。這個(gè)劇目面向中小學(xué)生，具有教育意義，戲劇機(jī)器人的表演準(zhǔn)確到位，通過(guò)視覺(jué)沖擊和簡(jiǎn)練的對(duì)話幫助觀眾理解空間維度概念。

1.4.2 菲利斯王子和克里斯特公主

該劇改編自波蘭作家Stanis aw Lem的同名小說(shuō)，收錄在《機(jī)器人故事集》中。勇敢的機(jī)器人王子菲利克斯愛(ài)上了美麗的克里斯特公主。但是，盡管克里斯特公主本人也是機(jī)器人，但是她卻對(duì)人類(lèi)情有獨(dú)鐘，拒絕一切機(jī)器人的追求。這種異常的偏好 來(lái)源于機(jī)器人世界最大的秘密，人類(lèi)是機(jī)器人文明最大的敵人。但是，菲利斯王子不畏艱險(xiǎn)，偽裝成人，追求克里斯特公主。機(jī)器人之戀映射了人類(lèi)的歷史，從生命起源到宇宙探尋。黑色幽默貫穿始終，發(fā)人深思，反省當(dāng)今人類(lèi)現(xiàn)狀。該劇將童話寓言故事和當(dāng)代科學(xué)技術(shù)相結(jié)合，幽默詼諧，又不失深度，引人思考。發(fā)，科技的進(jìn)步在科技館中得到了有力的見(jiàn)證。未來(lái)的人形機(jī)器人將具備更加強(qiáng)大的功能，并具備認(rèn)知學(xué)習(xí)能力，能更好地學(xué)習(xí)積累人類(lèi)的情感體驗(yàn)，帶給觀眾更加精彩細(xì)膩的戲劇演出。觀眾有一天一定會(huì)為機(jī)器人演員精湛的演技所折服，同時(shí)思考如何與這些高度智能化的人形機(jī)器人共存共處。

相關(guān)學(xué)者曾指出，科技館通常以靜態(tài)工藝品形式展出技術(shù)系統(tǒng)，但是機(jī)器只有在與人的互動(dòng)中才能體現(xiàn)出其價(jià)值[2]。機(jī)器人如何在科技館中展出，如何讓觀眾安全操作機(jī)器人確實(shí)是個(gè)值得科技館思考的問(wèn)題，但是機(jī)器人對(duì)于科技館的重要性值得我們對(duì)上述問(wèn)題加以深刻思考與探究。在當(dāng)今世界，科技館若不能引發(fā)觀眾思考人與新興技術(shù)產(chǎn)品對(duì)社會(huì)的影響之間的關(guān)系，那它就沒(méi)能履行其使命，不久就會(huì)被這個(gè)時(shí)代所遺忘[3]。筆者認(rèn)為機(jī)器人劇場(chǎng)和機(jī)器人主題展是當(dāng)下與人形機(jī)器人的發(fā)展相匹配的展出形式，人形機(jī)器人的迅猛發(fā)展決定著其展示形式已經(jīng)不能是簡(jiǎn)單的陳列展示或操作式互動(dòng)，人形機(jī)器人應(yīng)該擁有更加寬廣的舞臺(tái)，讓其施展“才華”，得到更多關(guān)注，科技館有責(zé)任讓更多觀眾有機(jī)會(huì)接觸、觀看機(jī)器人表演或在主題展中參與相關(guān)互動(dòng)活動(dòng)。

2 結(jié)語(yǔ)與展望

機(jī)器人反客為主，扮演起了舞臺(tái)的主角，熱情地邀請(qǐng)觀眾前來(lái)觀看演出。至此，人形機(jī)器人在科技館中的科普應(yīng)用達(dá)到了新的高度，機(jī)器人仿佛具備了自己的情感、思維，上演著一幕幕觀眾并不熟知的新戲。機(jī)器人不再是被物化的他者或客體，而是與觀眾平等的演員，不再簡(jiǎn)單模仿觀眾的動(dòng)作或模擬觀眾的情緒，而是通過(guò)劇情的跌宕起伏牽動(dòng)觀眾的心弦，主宰觀眾的情緒。

機(jī)器人的主人公意識(shí)不僅局限于劇場(chǎng)表演，在一系列機(jī)器人主題展中，機(jī)器人早已躍躍欲試，充當(dāng)主角。2012年澳大利亞Scitech科學(xué)中心舉辦“科幻小說(shuō)，科學(xué)未來(lái)”展，把以往僅存在于科幻作品中的瞬間移動(dòng)、隱形、讀心術(shù)變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)。用思維操縱物體移動(dòng)；用雙眼繪制圖像；觀看增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；人形機(jī)器人模仿你的一舉一動(dòng)，分析你的情感表情并模仿之；繪制你想象中的房屋、交通，甚至我們地球未來(lái)的形狀；使用有機(jī)合成的電腦部件合成機(jī)械人，自己設(shè)計(jì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)機(jī)器人；對(duì)未來(lái)世界可能遇到的道德困境做出決策，例如佩戴身份芯片等問(wèn)題。這種機(jī)器人主題展已經(jīng)超越了人與機(jī)器人的物理接觸，涉及更多社會(huì)、心理層面的人機(jī)交互，是未來(lái)機(jī)器人展的一大趨勢(shì)。

綜上所述，人形機(jī)器人在科技館中扮演者日益重要的角色，從最早的陳列展品，到充當(dāng)導(dǎo)游、講解員的服務(wù)機(jī)器人，到模仿觀眾動(dòng)作、表情的搞怪機(jī)器人，再到仿佛擁有思維情感的戲劇機(jī)器人，催化這些展示功能一步步升級(jí)的源動(dòng)力是各種新型人形機(jī)器人的研制與開(kāi)

[1]日科學(xué)未來(lái)館向公眾展出智能機(jī)器人"ASIMO"[J]. 工業(yè)設(shè)計(jì)，2013，08：62.

[2]Alex Polishuk， Igor Verner， Yona Klein，Elad Inbar， Ronen Mir， Irit Wertheim，The Challenge of Robotics Education in Science Museums[J]，International Journal of Robots， Education and Art(IJREA)，vol2.issue1.3，pp. 54-62，2012.

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