协调。我们的表演不是为人们办的，而是给机器办的。我们从不关心机器该如何取悦我们。我
们关心的是如何取悦它们。这就是我们的表演——为机器举办的表演。”
机器也需要娱乐。它们有自己的复杂性，有自己的日子要过。通过制造更加复杂的机器，
我们正赋予他们自治的行为，因而它们不可避免地会产生自己的打算。“这些机器在我们为它
们创造的世界里过得自由自在。”波林对我说道，“它们的行为举止非常自然。”
.
38步进电机：是一种将电脉冲转化为角位移的执行器。通俗地讲，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按
设定的方向转动一个固定的角度（即步进角）。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；也可
以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速目的。
我问波林：“假使机器的表现有遵循自然之道的话，那它们是否也有天赋万物的权利？”
“那些大家伙有很多权利，”波林说道，“我学会了尊敬它们。当其中一个大块头朝你走来的
时候，它保有行走的权利，你就得给它让道。这就是我尊敬它们的方式。”
如今的问题是我们并不尊敬我们的机器人。它们被堆放在没有窗户的工厂里，干些没人乐
意干的活。我们把机器当奴隶一样使唤，其实本不该如此。人工智能研究的先驱、数学家马文.
明斯基39曾对那些肯倾听的人表达过这样的意见。他不遗余力地鼓吹把人脑的智能下载进计算
机。而发明了文字处理技术、鼠标和超媒体的神奇小子道格拉斯.英格巴特40，却提倡电脑为人
服务的理念。二十世纪
50年代，这两位宗师曾在麻省理工学院相遇，留下一段脍炙人口的对
话：
明斯基：我们要给机器赋予智慧，让他们有自我意识！
英格巴特：你要给机器做那么多好事？那你打算给人类做点什么呢？
那些致力于使电脑界面更友好、更人性化、更以人为本的工程师们常常会讲起这个故事。
而我却固持明斯基的理念――站在制造物的一边。人类有自己的生存之道。我们会训练机器来
伺候我们。那么，我们打算为机器做点什么呢？
如今，世界上工业机器人的总数已经接近
100万。然而，除了旧金山的那个疯狂的坏小子
艺术家，没有谁会问机器人想要什么。人们认为那是可笑的、不合时宜的、甚至是大不敬的。
诚然，在这上百万的“自动装置”中，99%的装置只不过仅仅赢得了手臂的美名。它们是
聪明的手臂，能做手臂可以做的所有事情，并且不知疲倦。不过，作为我们曾经所希望的“机
器人”，它们仍然既瞎且哑，并且还得靠墙上的插座养活。
除了马克.波林的那些失控的机器人以外，今天绝大多数肌肉僵硬的自动装置们都笨重、迟
缓，而且还要靠救济过日子――离不开持续的电力供给和人类脑力的驾驭。很难想象这些家伙
.
39马文.明斯基（Marvin
Minsky，1927～）：美国麻省理工学院教授，人工智能专家，1969年获图灵奖，是第一位获此殊
荣的人工智能学者。
.40道格拉斯
.英格巴特（Douglas
C.Engelbart，1925.01.30～）：美国发明家，瑞典人和挪威人后裔。他最广为人知的发
明是鼠标。另外他的小组是人机交互的先锋，开发了超文本系統、网络计算机，以及图形用户界面。他致力于倡导运用计
算机和网络来协同解决世界上日益增长的紧急而又复杂的问题。——摘自“中文维基百科”
会衍生出什么有趣的事情。即便再给它安个胳膊、几条腿或者一个脑袋，你得到的还是一个昏
昏欲睡的巨兽。
我们想要的是那个叫作罗比的机器人41，是那个科幻小说中的原型机器人——一个真正自
由自在、独来独往、能量自给的机器人，一个让人大惊失色的机器人。
近来，一些实验室的研究者们意识到，要想造出罗比，其最有效的途径是拔掉静态机器人
身上的电源插头，制造出“移动的机器人”。如果静态机器人的手臂里能完全容纳下能量块和
大脑，那也许还马马虎虎。其实，任何机器人只要能够做到独立行走和独立生存，就会更上层
楼。尽管波林有些玩世不恭和多愁善感，但他所造出的机器人，屡屡打败那些世界顶级大学所
研制出来的机器人。而他所用的设备恰恰是那些大学所摈弃的。对金属自身局限性和自由度的
深刻理解弥补了波林没有学位的弱点。他在制造那些有机机器的时候从不用设计图。有一次，
为了逗逗一位穷追不舍的记者，波林带他走遍自己的工作室，翻找正在开发的跑步机器的“计
划书”。两人费力扒拉了
20分钟（“我记得上个月图纸就在这里来着”），最终在破旧不堪的
金属写字台最底下一个抽屉里一本
1984年发黄的电话簿下面，找到一张纸。纸上是用铅笔勾
勒出的一台机器，其实就是一张草图，没有任何技术说明。
“都在我脑子里呢。我只需在金属块上划划线，就可以动手切割了。”波林拿起一块车削
精细的两英寸厚的铝制工件对我说。铝块略显出暴龙前肢骨骼的形状。工作台上还有两块和它
一模一样的成品。他正在做第四个。这些铝块将来会安在一头骡子大小的会跑的机器身上，作
为其四肢的一部分。
波林的跑步机器并不真的会跑。它只是走得快一些而已，偶尔会有些踉跄。还没人能制做
真正会跑的机器人。几年前，波林制造出一个结构复杂的特大型四足行走机器，高
12英尺，
方方正正的，既不聪明也不敏捷，但它确实拖着脚慢慢地挪动了。四条树干粗的方柱就是它的
四条腿，由巨大的变速器和杂乱的液压管来共同驱动。如同生存研究实验室的其他发明一样，
这头笨拙的怪兽由一台模型汽车的遥控器来操纵。换句话说，这头怪兽就是一只重达
2000磅
但大脑却小如豌豆的恐龙。
尽管已在研发上投入了千万巨资，还没有哪位计算机高手可以摆弄出一台靠自己的智能穿
.
41罗比机器人（Robbie
theRobot）：最早出现于
1956年的科幻电影《惑星历险》（ForbiddenPlanet）中，随后成为科
幻作品中的机器人原型代表。
过房间的机器。有些机器人要么磨磨蹭蹭花上数天的时间，要么莽莽撞撞一头碰到家具上，要
么刚走完四分之三就出了故障。1990年
12月，在经过了
10年的努力之后，卡耐基－梅隆大
学“野地机器人学
42中心”的研究生们终于组装出了一台机器人，并命名为“漫步者”。它慢慢
地横穿了整个院子，大约走了
100英尺。
“漫步者”的个头比波林的拖脚走巨物还要大，原本的研发目的是用来做远地行星考察
的。但是卡耐基－梅隆的这个庞然大物还在样机阶段就花费了纳税人几千万美元，而波林的拖
脚走怪兽只花了几百块，其中三分之二买了啤酒和披萨。这位
19英尺高的铁打的“漫步者”
先生重达
2吨，这还没算它那搁在地上的沉甸甸的大脑。这台巨大的机器在院子里蹒跚学步，
每一次迈步都要经过深思熟虑。除此之外它不干别的。在等待了这么久之后，能走得不被绊倒
就足以让人们感到欣慰了。“漫步者”的父母亲们满意地为它的人生第一步鼓掌喝彩。
动动六条蟹爪似的腿对“漫步者”而言是最轻松的事，而试图搞清自己身处何地就太难为
这个巨人了。即使只是简单地描绘出地形，让自己可以计算出行动的路径，也成了“漫步者”
的噩梦。它不怕走路，却要花大量的时间考虑院子的布局。“这肯定是个院子，”它对自己
说：“这儿有些我可以走的路径。不过，我得把它们和我脑子里的院子地图一一比对，然后选
择最佳的那条。”“漫步者”通常要在头脑中创建出环境的轮廓图，然后根据这张轮廓图来为
自己导航；每走一步都要更新一次轮廓图。中央电脑中用来管理“漫步者”的激光成像仪、传
感器、气压足肢、齿轮箱和电机马达的程序长达数千行。尽管重二吨并有两层楼那么高，这个
可怜虫却只靠它的头活着。而这个头是用一条长长的电缆连在它身上。
我们拿“漫步者”一只大脚垫下面的小蚂蚁作比较。“漫步者”好不容易才从院子这头踱
到那头时，蚂蚁已经跑了个来回。一只蚂蚁的分量，脑袋加身体才百分之一克――也就米粒那
么大点儿。它既没有对整个院子的印象，也对自己身处何地一无所知。然而它却能在院子里畅
行无阻，甚至想都不用想。
研发人员把“漫步者”造得粗壮硕大是为了抵御火星上极端的严寒风沙环境，在火星上它
不会那么重。然而具有讽刺意味的是，由于“漫步者”的块头太大，这辈子无论如何去不了火
星了；只有蚂蚁那么小的机器人才有希望。
.
42野地机器人学（Field
Robotics）：是研究利用移动机器人在野外工作站或自然地理环境下执行独特任务，同时保障自己
安全的学科。
用蚂蚁式移动机器人来作为解决方案是罗德尼.布鲁克斯43的设想。这位麻省理工学院的教
授觉得与其浪费时间制造一个无用的天才，还不如制造千万个有用的白痴。他指出，往行星上
派送一个自负智力的超重恐龙恐怕是飘渺无期的，而派送一大群能做事的机械蟑螂却有可能使
我们获得更多的信息。
布鲁克斯于
1989年发表了一篇论文，题为《快速、廉价、失控：一场太阳系的机器人入
侵》44。该论文后来被广为引用。他在文中声称，“若干年内利用几百万只低成本小机器人入侵
一颗地外行星是可能的。”他提议用一次性火箭发射一群鞋盒大小的太阳能推土机去入侵月
球。派出一支由无足轻重、能力有限的机器人个体组成的军队，让它们协同完成任务，并允许
它们自由行动。有些士兵会死掉，大多数会继续工作，并最终做出一些成绩。这支移动机器人
大军可以用现成的部件在两年内完成组装，然后用最便宜的单程环月轨道火箭发射。就在别人
还在为某个大笨家伙而争论不休的时候，布鲁克斯可能早已把侵略大军制造出来并派出去了。
国家宇航局的官员们有理由听从布鲁克斯的大胆计划。从地球上进行远程控制的效果不太
令人满意。一个在裂缝边缘摇晃的机器人，需要等上一分钟才能接到从地面站发来的指令。因
此，机器人必须实现自治。一个宇航机器人不能象“漫步者”那样，身在太空，头在地球。它
必须随身携带自己的大脑，完全依靠内在逻辑和规则运行，无需与地球进行过多的通讯。它们
的头脑不必非常聪明。比方说，要在火星表面清理出一块着陆场，移动机器人可以每天花上
12
小时的笨功夫去刮平一块区域。推，推，推，保持地面平整！他们当中单拿出来任何一个，可
能干得都不是很好，但当成百个机器人进行集团化作业的时候，就能出色地清理出一片建筑地
基。日后，当人类的考察队着陆时，宇航员可以让那些依然活着的移动机器人们休息一下，并
赞赏地拍拍它们的头。
绝大多数的移动机器人会在着陆后的数月内死去。日复一日的严寒酷热会使电脑芯片开裂
失效。但就像蚂蚁群落，单个的移动机器人是无足轻重的。和“漫步者”相比，他们被发射到
太空的费用要便宜上千倍；这样一来，即便发射数百个小机器人，其成本也只是一个大机器人
的零头。
.
43罗德尼
.布鲁克斯（Rodney
A.Brooks）：美国著名机器人专家，人工智能研究先驱。麻省理工学院计算机科学与人工智能
实验室主任，同时也是著名的类人机器人小组的创建者。
.
44《快速、廉价、失控：一场太阳系的机器人入侵》：Fast,
Cheap
and
Out
of
Control:
A
Robot
Invasion
of
the
Solar
System,
Journal
of
The
British
Interplanetary
Society,
Vol.
42,
pp
478-485,
1989.
布鲁克斯当初想入非非的主意如今已经演化为国家宇航局的正式项目。“喷气推进实验
室”
45的工程师们正在创造一种微型漫游者。这个项目刚开始的时候是想制造一个“真正的”
行星漫游者的微缩模型。但当人们逐渐认识到小尺寸及分布式的优点后，微型漫游者本身就变
成了真正的成果。国家宇航局的这个微型机器人原型看上去很光鲜：六轮行走，无线电遥控，
象台儿童沙滩车。某种意义上说它确实是辆沙滩车，不过它还是太阳能驱动和自引导的。计划
于
1997年启动的火星环境勘测
46任务里，可能会有一大批这样的微型漫游者担纲主角。
微型机器人可以用现成的部件快速搭建。发射它们很便宜，而且一旦成群释放，它们就会
脱离控制，无需持续的（其实可能是误导的）管理。这种粗犷但却实用的逻辑，完全颠覆了大
多数工业设计者在设计复杂机械时采用的缓慢、精细、力图完全掌控的解决之道。这种离经叛
道的工程原理简化成了一个口号：快速、廉价、失控。工程师们预见，遵循此道的机器人将适
用于以下领域：（1）探索星球；（2）采集、开矿、收割；（3）远程建设。
.45喷气推进实验室：Jet
Propulsion
Laboratory
.46火星环境勘测：Mars
Environment
Survey
3.2快速、廉价、失控
“快速、廉价、失控”的口号最早出现在会展中工程师的胸牌上，后来罗德尼
.布鲁克斯将
之用于自己那篇引起轰动的论文的标题中。新的逻辑带来对机器全然不同的新视角。移动机器
人群体中并没有控制中心。他们分散在时空里，正如一个民族穿越了历史和大陆。大量地制造
这些机器人吧，别把它们看得过于珍贵。
罗德尼.布鲁克斯在澳大利亚长大成人。和别的男孩一样，他喜欢读科幻小说，喜欢做玩具
机器人。他养成了反过来看事物的习惯，总是爱逆习常的观念行事。他不断进出全美各大顶尖
机器人研发实验室，追寻关于机器人的奇思异想，最后接受了麻省理工学院移动机器人研究项
目负责人的终身职位。
在那里，布鲁克斯开展了一个雄心勃勃的研究生课题项目，研发更接近昆虫而非恐龙的机
器人。第一个诞生的是“阿伦”。他的头脑保存在旁边的台式电脑里，因为当时的机器人研发
者都这么做，以获得值得保存的大脑。阿伦的身体具有视觉、听觉和触觉，它所感知到的信号
通过几股线缆传送到那个盛放大脑的“盒子”里。在这些线缆上会产生太多的电子背景干扰，
使布鲁克斯和他的团队倍受困扰，挫折不断。为解决这一问题，布鲁克斯换了一个又一个学
生。他们查遍了各种已知的传播介质，甚至尝试了业余无线电、警用对讲机、手机等多种替代
方案，但无论哪种方案，都无法建立不受静电干扰又能传输丰富多样信号的连接。最后布鲁克
斯和学生们都发誓，不管必须把大脑设计得多么小，下一个项目非把大脑中枢整合到机器人体
内不可――这样就再也用不着那些惹麻烦的线缆了。
因此，在制作后两个机器人“汤姆”和“杰瑞”时，他们被迫只使用非常简单的逻辑步骤
以及短且简单的连接。出乎意料的是，在完成简单任务时，这种简陋的自带神经电路居然比大
脑表现得更好。这个不大不小的收获促使布鲁克斯重新审视弃儿“阿伦”。他后来回忆道，
“事实证明，阿伦的头脑真没起什么作用。”
这次精简让布鲁克斯尝到了甜头，并促使他继续探索，看看机器人能傻到什么程度但仍能
做些有用的工作。最终，他得到了一种基于反射的智能。具有这种智能的机器人不比蚂蚁更聪
明，但它们和蚂蚁一样能给人以启迪。
布鲁克斯的设想在一个叫“成吉思”的机巧装置上成形。成吉思有橄榄球大小，象只蟑螂
似的。布鲁克斯把他的精简理念发挥到了极致。小成吉思有
6条腿却没有一丁点儿可以称为
“脑”的东西。所有
12个电机和
21个传感器分布在没有中央处理器的可解耦网络上。然而这
12个充当肌肉的电机和
21个传感器之间的交互作用居然产生了令人惊叹的复杂性和类似生命
体的行为。
成吉思的每条小细腿都在自顾自地工作，和其余的腿毫无关系。每条腿都通过自己的一组
神经元――一个微型处理器――来控制其动作。每条腿只需管好自己！对成吉思来说，走路是
一个团队合作项目，至少有六个小头脑在工作。它体内其余更微小的脑力则负责腿与腿之间的
通讯。昆虫学家说这正是蚂蚁和蟑螂的解决之道――这些爬行昆虫的足肢上的神经元负责为该
足肢进行思考。
在机器蟑螂成吉思身上，行走通过
12个马达的集体行为而完成。每条腿上两个马达的起
落，取决于周围几条腿在做什么动作。如果他们抬起落下的次序正确的话――那么，起步！
一、二、一，一、二、一！―――就“走起来”了。
这个精巧的装置上没有任何一部分是掌管走路的。无需借助高级的中央控制器，控制会从
底层逐渐汇聚起来。布鲁克斯称之为“自底向上的控制”。自底向上的行走，自底向上的机
敏。如果折断蟑螂的一肢，它会马上调整步态用余下的五肢爬行，一步不乱。这样的转换不是
断肢后重新学习来的；这是即时的自我重组。如果你弄废了成吉思的一条腿，还能走的其余五
条腿会重新编组走路，就如同蟑螂一样，轻易地找到新的步态。
布鲁克斯在他的一篇论文里首先阐述了怎样使创造物“无知无觉”地走路的方法：
没有所谓的中央控制器来指导身体把脚放在哪里，或者跨过障碍时要把腿抬多高。实际
上，每条腿都有权做些简单动作，而且每条腿都能独立判断在不同环境下该如何行事。举例来
说，一个基本动作的意识是，“如果我是腿而且抬起来了，那么我要落下去”，而另一个基本
动作的意识可描述为，“如果我是腿在向前动，得让那五个家伙稍微拖后一点”。这些意识独
立存在且随时待机，一旦感知的先决条件成立就会触发。接下来，要想开步行走，只需按顺序
抬起腿（这是唯一可能需要中央控制的地方）。一条腿一抬起来就会自动向前摆动，然后落
下。而向前摆动的动作会触动其余的腿略微向后挪动一点。由于那些腿正好接地，身体就向前
移动了。
一旦机器生物能在平滑表面稳步前行了，就可以增添一些其他动作使它走得更好。要让成
吉思翻越横亘在地板上的电话簿，需要安装一对触须，用来把地面上的信息传递回第一组腿。
来自触须的信号可以抑制电机的动作。此规则可能是，“如果你感觉到什么，我就停下；不然
我还接着走。”
成吉思在学会爬过障碍物的同时，其基本的行走模式却未受到丝毫扰乱。布鲁克斯借此阐
释了一个普适的生物原则――一个神律：当某个系统能够正常运转时，不要扰乱它；要以它为
基层来构建。在自然体系中，改良就是在现存的调试好的系统上“打补丁”。原先的层级继续
运作，甚至不会注意到（或不必注意到）其上还有新的层级。
当你的朋友告诉你走哪条路去他家的时候，绝不会顺便告诫你“千万别撞车”，即便你确
实必须遵守此训诫。他们不需要就那个低层次的目标和你沟通，因为你熟练的驾车技术早已保
证那个目标会轻易实现。而走哪条路去他家就属于高层次的活动了。
动物（在进化过程中）的学习方式与此类似。布鲁克斯的移动机器人亦是如此。它们通过
建立行为层级来学会穿越复杂的世界，其顺序大致如下：
..避免碰触物体
..无目地漫游
..探索世界
..构造内在地图
..注意环境变化
..规划旅行方案
.
预见变化并相应修正方案
在碰到障碍物的时候，负责无目的漫游的部门不会大惊小怪，因为负责避免碰触物体的部
门早已对此应对自如了。
布鲁克斯移动机器人实验室的研究生们制作了一个拾荒机器人，他们开心地称它为“搜集
癖好机”――一到晚上，它就在实验室里四处搜集空饮料罐。它的无目的漫游部门让它在每个
房间里晃来荡去；避免碰触部门则保证它在漫游的时候不会磕碰上家具。
搜集癖好机整晚地闲逛，直到它的摄像头侦测到桌子上一个饮料罐形状的物体。信号触动
移动机器人的轮子，将其推进到饮料罐正前方。搜集癖好机的胳膊并不需要等待中枢大脑（它
也没脑子）发出指令，就能够通过周围环境“了解”自己所处的位置。它的胳膊上连有传递信
号的导线，以便胳膊能够“看”到轮子。如果它察觉，“咦，我的轮子停下了”，它就知道，
“我前面肯定有个饮料罐”。于是，它伸出胳膊去拿罐子。如果罐子比空罐子重，就留在桌子
上；如果和空罐子一样轻，就拿走。机器人手拿着空罐子继续无目的地漫游（因为有避免碰触
部门的帮助，它不会撞墙或磕到家具），直到偶遇一只回收筒。这时，轮子就在回收桶前停
下。傻乎乎的胳膊会“查看”自己的手是否拿着罐子，是，就会扔进回收筒。如果不是，就再
次在办公室里四处漫游，直到发现下一个罐子为止。
这个荒唐的、“撞大运”的回收系统效率极其低下。但夜复一夜，在没有什么其他事好做
的情况下，这个傻乎乎却很可靠的拾荒者居然搜集到数量可观的铝罐子。
如果在原有的正常工作的搜集癖好机上添加一些新的行为方式，就能发展出更复杂的系
统。复杂性就是这样依靠叠加而不是改变其基本结构而累积起来的。最底层的行为并不会被扰
乱。无目的漫游模块一旦被调试好，并且运转良好，就永远不会被改变。就算这个无目的漫游
模块妨碍了新的高级行为，其所应用的规则也只是会被抑制，而非被删除。代码是永远不变
的，只是被忽略了而已。多么官僚却又多么生物化的一种方式啊！
更进一步说，系统的各个部分（部门、科员、规则、行为方式）都在不出差错地发挥作
用——犹如各自独立的系统。“避免碰触部门”自顾自地工作，不管“拿罐子部门”在不在做
事。“拿罐子部门”同样干自己的工作，不管“避免碰触部门”在不在做事。青蛙的头即便掉
下来了，它的腿还会抽跳，就是这个道理。
布鲁克斯为机器人设计的分布式控制结构后来被称作“包容架构”
47，因为更高层级的行
为希望起主导作用时，需要包容较低层次的行为。
如果把国家看成一台机器，你可以用包容架构来这么建造：
你从乡镇开始。先解决乡镇的后勤：基本工作包括整修街道、敷设水电管道、提供照明，
还要制定律法。当你有了一些运转良好的乡镇，就可以设立郡县。在保证乡镇正常运作的基础
上，你在郡县的范围内设立法院、监狱和学校，在乡镇的层级之上增加了一层复杂度。就算郡
.47包容架构：Subsumption
Architecture
县的机构消失了，也不会影响乡镇照常运转。郡县数量多了，就可以添加州的层级。州负责收
税，同时允许郡县继续行使其绝大部分的职权。没有州，乡镇也能维持下去，虽然可能不再那
么有效率或那么复杂。当州的数量多了，就可以添加联邦政府。通过对州的行为做出限制并承
载其层面之上的组织工作，联邦层级包容了州的一些活动。即使联邦政府消失了，千百个乡镇
仍会继续做自己的地方工作――整修街道、敷设水电管道、提供照明。但是当乡镇工作被州所
包容，并最终被联邦所包容时，这些乡镇工作就会显示出更强大的功效。被这套包容架构所组
织起来的乡镇不但能够建造楼房，还可以设立教育体系，制定规则，而且会比原来更繁荣。美
国政府的联邦结构就是一个包容架构。
3.3众愚成智
大脑和身体的构建方式是相同的，自下而上。与从乡镇开始类似，你从简单行为——本能
或反射——开始。先生成一小段能完成简单工作的神经回路，接下来让大量类似的回路运转起
来。之后，复杂行为从一大堆有效运作的反射行为中脱颖而出，你也就此构建出第二个层级。
无论第二层级生效与否，最初的层级都会继续运作。但当第二层级设法产生一个更复杂的行为
时，就把下面层级的行为包容进来了。
以下是由布鲁克斯的移动机器人实验室开发出来的一套普适分布式控制方法：
..先做简单的事。
