揭秘百年前日本“人造人”秘史 能像人表达感情
原创 信仪 智东西
看点：发明者是生物学家？面世后离奇失踪？揭秘第一个东洋机器人“学天则”背后的故事。
智东西5月22日消息，近日，日本一个名为“学天则”的机器人引起了各界关注，这款机器人被认为是日本首个历史可考的人形机器人，从终极价值层面影响了日本机器人行业近百年。
这款诞生于上个世纪20年代的机器人具有眼睛、嘴巴、脖子、手臂等多种“器官”，并且都能按照人类的方式“自然活动”，以此可以传达类似人类的情感。
“学天则”机器人的发明者是一位名为西村真琴的生物学家。一场舞台剧是西村发明机器人的契机，也是他的人生改变的开始。
西村认为机器人的发明初衷不应该像舞台剧里一样让它们做人类的奴隶，而是要让机器人与人类协作进步，在自然中互相协助进化发展。
于是“学天则”诞生了！一经诞生，这款机器人在日本全国范围内巡演，引起了轩然大波。甚至直接和当时风靡一时的西屋电气Televox声控机器人隔空对抗，直指创造出Televox这样一个像奴隶一样的机器人，就是目光短浅！
然而，戏剧性的是，“学天则”机器人在巡演后不久便离奇失踪。
但是，这一机器人背后传达的“敬畏自然”的思想并没有因此失传。《铁壁阿童木》的作者手冢治虫就在西村真琴发明“学天则”的大阪郊区长大，其机器人阿童木的救世主形象很有可能就是作者受西村所造“学天则”影响……
这个名为“学天则”的机器人是如何诞生的？极其珍惜的资料中记录了什么样的技术真相和设计理念？通过对外媒IEEE Spectrum报道的编译，智东西希望能探寻到背后不为人知的故事。
▲“学天则”复原重建作品
机器人主题舞台剧反叛情节引西村不安
1923年，一场以“人造人”为主题的戏剧在东京上演。此前，推测小说改编的舞台剧《罗森的万能机器人》（Rossum's Universal Robots；RUR）于1921年在布拉格首映，并以此引起了全世界的轰动。
编写该剧作的捷克作家卡雷尔 卡佩克（Karel ?apek）在他的剧本中创造了一个词，专门指的是能够代替人类进行劳动的自动装置，因为捷克语中“劳动”叫做“robota”，所以他就把那种能够代替人类劳动的机器人成为Roboter。
在《R.U.R》剧中，机器人原本是为人类主人服务的，但是后来机器人们意识到了这一点并开始反叛，很快杀死了地球上的所有人。在剧中的最后一幕中，机器人展示出他们和人类一样拥有情感。观众对此产生了机器人会不会具备繁殖能力的疑问，如果剧中机器人的能力成真，繁殖能力将是唯一将机器人和人类分开的标志。
▲科幻舞台剧《罗森的万能机器人》
这场戏剧的内容让日本北海道大学40岁的海洋生物学教授西村真琴深感不安。正如西村后来在一篇报纸文章中解释的那样，他感到不安的原因在于：“该剧令人信服地描绘了一个堕落世界的出现，在这个世界里，人类被机器人支配。”他认为，以人类为原型但以奴隶为目的设计出机器人，意味着人类原型本身也是奴隶。对于西村来说，他更担心的是人类与机器人之间的关系畸变，进而违背自然规律。
目睹机器人奴隶现状，决心发明“人造人”
除了小说的触动，西村还亲眼目睹了小说是如何在人类世界出现变为现实的迹象，这也加剧了他对机器人奴隶现状的担忧。他熟悉早期欧洲和日本设计用来展示其自主行为的机器人，这些机器人显示出了它们的能力和创造力，如演奏乐器、绘画、写书法、射箭等，或执行一些不需要动脑的任务。而机器人执行这些无需动脑的自主任务成为了西村困扰的问题。
到19世纪末，世界上还出现了各种各样的“蒸汽人”，它们开始是由内部蒸汽机驱动，后来升级为由电动机或汽油发电机驱动，并且它们似乎可以拉动车厢或漂浮物。这些“蒸汽人”中有很多是美国开发的。在20世纪初期，机械护士、机械选美皇后和机械警察出现，此外，西村在他的著作中提到了还有机械接待员、机械传播操作员和机械交警。1916年~1919年，西村曾在哥伦比亚大学攻读博士学位，这些场景可能是他在读博的时候见到的。
从我们的角度来看，这些机器与其说是工作设备，不如说是奇珍异宝。但是对于西村来说，这些机器人可以执行有用劳动的潜力令人惊叹，就像我们现在看待如今的AI和新型机器人一样。作为一名科学家，他目睹了在实验室里制造人造细胞的尝试，这更坚定了他的想法：终有一天，人造机器人会在地球上繁衍生息，但关键问题是，它们会是什么样的机器人？它们与生物上的人类有什么样的关系？
在西村看来，机器人或任何技术的特性都取决于其创造者的意图。而这种蒸汽驱动的类人机器人背后的创作者意图是创造出被人类主人奴役的工人。在西村看来，这将不可避免地导致像《R.U.R》戏剧中呈现的那样，被剥削的机器人注定要反抗。
西村决定介入这一机器人浪潮，他希望通过自己的努力能改变机器人反叛人类的历史进程。他的解决方案是创造一种不同的机器人，一种可以赞美自然，并彰显人类最崇高理想的机器人。它不是奴隶，而是人类的朋友，甚至是一个鼓舞人心的模型。1926年，他辞去教授职务，移居大阪，开始建造他理想中的“人造人”。
“学习自然规律”的机器人，可表达类人感情
西村的发明似乎成为了对西屋电气在1927年首次推出的Televox声控机器人的隔空讨伐。Televox是一种笨重的，外形有点像灵长类动物的机器人，该机器人专门被用来接听电话。这一机器人的出现充分展现出西村所害怕的一切，他认为创造出这样一个像奴隶一样的机器人，不仅目光短浅，而且与他所认为的自然法则相悖。
▲在20世纪20年代后期，西屋公司推出了Televox
西村决定制造机器人的一个奇怪之处是，他不是工程师，也不具备机械或电气系统方面的专业知识。他是一名海洋生物学家，拥有植物学博士学位。当他第一次遇到《R.U.R》时，他正在完成一篇有关日本北海道东北部寒冷的阿肯湖特有的水生苔藓球的细胞学文章。
然而，正是他的生物学背景激发了西村。虽然作为进化论的狂热拥护者，但他对“适者生存”的观点持怀疑态度，并且厌恶社会达尔文主义的花言巧语，他认为这种言论将导致人类之间的竞争。相反，他认为“互助”是推动变化的关键驱动力。他声称，前进的核心自然动力是协作，一个人或一个物种的成功可能会带来广泛的益处。
西村在1931年出版的《地球之腹》一书中详细描述了他的自然哲学：“如今，人类的进步是以“征服自然”为框架的。这种胜利并没有反映出人们对自然界的敬畏，而更多的是激发了人类之间的斗争。而我们不能忽视的一个事实是，人类是通过合作共同努力才实现了文明。”
西村对进化和自然等级的理解对他对机器人的看法产生了深远影响。西村坚持认为，如果机器人被设计成鼓舞人心的模型，而不是被设计成奴隶的话，有血有肉的人类则可以从机器人的进化中受益。
西村创造的“人造人”确实是令人敬畏的。我们可以想象一个巨人坐在镀金的底座上，闭着眼睛，似乎陷入了沉思。它的左手拿着一个水晶形状的电灯，缓缓将其升到空中。就在灯泡点亮的那一刻，巨人睁开了眼睛，仿佛有了某种领悟。它似乎对自己的灵光一现感到满意，它微笑着。很快，它把注意力转移到面前的纸上，开始写作，热切地记录着自己的新发现。
▲西村真琴（Makoto Nishimura）(左)和他的团队设计了“学天则”的头部，使其可以表达人类的情感
西村拒绝称他的发明为“机器人”。取而代之的是，他把它命名为“Gakutensoku”，意思是“从自然规律中学习”。他认为他的创造是新物种的第一成员，其存在的理由是通过扩展我们的知识视野来激发生物人类并促进人类进化。西村在片假名中将这一“人造人”译为“学天则”，这是日语脚本，也用于生物有机体的科学名称。西村设想未来的“学天则”将不断发展，变得更加复杂。
“学天则”神秘失踪，文献记载主要靠气动装置运作
长久以来，历史学家和机器人专家们一直对“学天则”如何运作感到好奇。完工仅几年后，这台机器就神秘地失踪了。我们唯一能窥见其内部运作方式的是在西村1931年写的一篇文章中表明：“学天则”主要的机械装置是一台空气压缩机。据推测，压缩机是由电力驱动的。气流是由一个固定有钉子的旋转鼓来控制的。当这一装置被激活时，这些木栓就会开关大量橡胶管上的阀门，这些橡胶管将空气输送到“学天则”身体的特定部位，并使它们移动。
与经典自动机的机制类似，钉子在旋转鼓上的不只是通过运动序列进行初步编程的。与传统的自动机不同，“学天则”的装置中只有钉子和鼓是机械的，而其他的装置则是气动的。
西村竭力在他的机器中呈现“自然”。正如他在文中所描述的，他试图超越传统机器人“机械的外观”、“锡罐”车体发出的嘈杂声响以及笨拙的行动，因此尽可能将多余的金属从“学天则”机器中剔除，最终只剩机器“骨架”是由金属制成的。
他使用了橡胶来构造机器的软组织部位，橡胶的弹性“使动作更自然、流畅，没有任何强迫动作的感觉”。此外，与依赖蒸汽的“美国机器人”不同，“学天则”是通过压缩空气运动的，西村认为压缩空气是一种更“自然”的动力。
他声称，他从演奏“尺八”（传统管乐）中获得灵感，并对气流的差异进行了实验之后，产生了使用压缩空气提供动力的想法。通过改变气流和使用具有不同弹性的不同种类橡胶，西村能够实现复杂的分层运动。他描述说：“就像在一个大气流波中有一个中等大小的气流波，而在其中还有一个小气流波。”
“学天则”可通过气流调整表达人类情感
对西村来说，“学天则”最重要的特征是它表达人类情感的能力，这依旧是仔细调节流经橡胶管的压缩空气的结果。长时间地按压眼睛的外眼角和嘴角，会让它微笑。轻微的气流作用于颈部的一侧，可以使它的头部倾斜，形成沉思状。西村表示对研究结果很满意，他在文章中写道：“与美国人的机器人相比，只有我们的“人造人”有表达能力。”
▲西村真琴（右）和他的团队研究了“学天则”大脑内部机制，该机械装置使机器人可以活动眼睛、嘴巴和脖子
但是，当一次吹向“学天则”面部的气流停止时，它的面部表情突然崩溃了。西村和他的团队不得不发明了一种装置，让空气压力逐渐释放。只有在进行了这种修改之后，“学天则”的表情才恢复正常。
西村强调他的“人造人”结构与人体解剖之间的相似性。例如在口腔内循环的压缩空气具有类似于血液的功能。人类通过食物获取能量，并通过循环系统来分配能量，而“人造人”获取电能，然后通过压缩空气在橡胶管中流动，并将这种能量分布到身体的不同部位。
▲为了支撑机器人的身体，西村真琴（左二）和他的团队建造了一个基座，并在前板上写上了机器人的名字
西村对生物启发设计的浓厚兴趣有时也将他带向了哲学语义学。他在《地球之腹》中写道：“人类从母亲的子宫中获取能量，而“人造人”则从人类那里获得能量。因此，如果人类是大自然的孩子，那么人造人就是由人类的手所生的，因此它可以被称为大自然的子孙。”
“学天则”巡回演出后离奇失踪，原因尚未明确
“学天则”于1928年9月在京都举行的一次展览上首次亮相，以庆祝昭和天皇的加冕。几年后，在《地球之腹》展览上，西村表示他的“学天则”让观众们惊叹不已。尽管它有3米多高，但观察者还是认为“它看起来比许多面无表情的人更像人类”。
第二年，“学天则”开始进行巡回演出，去到过东京、大阪和广岛，也曾在中国和韩国展出。“学天则”要从早上6点工作到晚上8点以问候观众。日本、中国、韩国的报纸均报道了这一展览，并在报纸上刊登了这个温和巨人的照片。因此，即使是那些没有亲眼看到它的人，也能对它的样子有所了解。
▲“学天则”在日本、中国和韩国的展览会上吸引了很多围观者
而后，“学天则”消失了。
西村本人从未解释到底发生了什么事导致了“学天则”的消失。在1991年发表的一篇采访稿件中，西村真琴的儿子西村晃（KōNishimura）说，“学天则”是在20世纪30年代前往德国的途中消失的，而在“学天则”消失时西村晃还只是个孩子。据考证，“学天则”的确曾被带往中国和韩国，但并无它被送往德国的记录。即使西村晃说的是实话，我们也无法确认“学天则”确切消失在何处或是被谁带走了。
“学天则”自然思想影响日本流行文化
尽管“学天则”神秘地消失了，但是它留下的遗产仍然在日本流行文化和机器人领域产生影响。在第二次世界大战期间，日本动画师制作了大量宣传漫画，把机器人描绘成鼓舞人心的英雄，用它们的超能力帮助人类。
在20世纪50年代，《铁臂阿童木》巩固了机器人作为情感上成熟的救世主形象，对其他生物的同理心驱使着这类机器人形象的出现。虽然还没有证据表明《铁壁阿童木》的作者手冢治虫是否了解过关于“学天则”的故事，但他在西村真琴发明“学天则”的大阪郊区长大，二战期间手冢治虫作为一名教师仍在那里生活和工作。因此我们有理由推断，阿童木的形象塑造或许与“学天则”有较大关系。
▲动画《铁壁阿童木》中的机器人阿童木
“学天则”在1988年的一部名为《东京：最后的超级都市》（Teito Monogatari）的科幻电影中扮演了一个角色，在这部电影中，它帮助人类打败了一个恶魔。
西村于1956年去世，享年72岁，他作为著名演员的儿子西村晃在电影中饰演他。这部电影也启发了几本日本机器人的书籍和电视节目探讨日本机器人的起源。1995年，日本天文学家发现了一颗小行星，并将它命名为“9786学天则”。
1992年，“学天则”形象再一次作为“演员”出现在了名为《大阪——动态城市》的宣传片中，为了电影的目的，制片人委托制作了一个小型模型。2007年，大阪博物馆的一名研究人员长谷川奈丈（NōzōHasegawa）认为“伪造”的模型并不能抵消“学天则”的技术遗产，并开始着手打造更准确趋于历史的重建作品。重建过程始于2007年4月，耗时一年多，耗资2000万日元（约合20万美元）。
“学天则”的理念对日本机器人界也产生了影响。许多机器人制造商遵循的基本理念是，机器与自然不是对立的，机器是自然的一部分。上世纪70年代日本制造的机器人有许多特点，包括偏好无声运动和使用气动，强调机器人“皮肤”和“脸”的纹理，关注人们感知和回应机器人的类人特征，以上这些特点均能让人追溯到西村设计“学天则”时所注重的要点。
自上世纪90年代以来，日本的机器人专家将越来越多的精力投入到认知机器人领域，探索人类的思考和行为方式以创建令人喜欢的机器人设计。他们的目标是制造出不仅能执行任务，还能激发用户积极情绪反应的“友好机器人”。
如果说西村一手塑造了日本人对机器人的看法，这未免有些牵强，但事实是，如今几乎没有日本人害怕机器人统治社会或是消灭人类。似乎是为了实现西村对人类和“人造人”之间理想关系的设想，如今日本已有一句格言流传，这句格言的意思是“机器人是朋友”。
结语：“学天则”对日本“机器人朋友”理念影响深远
如今，AI和机器人发展越来越快，各种各样的机器人被发明用来参与进人类的生活中。机器人可以和人下棋、可以帮人扫地，甚至还可以和人聊天。随着机器人覆盖领域的广泛，不禁有人会思考，机器人会不会有一天将代替人类？
而上世纪“学天则”的发明者似乎带给了我们一个答案，机器人设计的目的对其后续发展有密切影响。希望未来机器人可以作为人类的朋友协助人类进步，而不是成为人类的噩梦，时刻担心被机器人替代或毁灭。
消息来源：IEEE Spectrum
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文章已于修改阅原文
原标题：《揭秘百年前日本“人造人”秘史，能像人表达感情》
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