新一代机器人将不会全都设置在工厂。新颖的家用机器人已在全国范围内姗姗步入住宅。这类灵巧的机械装置已经能走路、说话、避开障碍物，甚至可以辨别简单的口语。
五年以前，实际上谁也没有料到微型计算机会成为家用设备。那些大胆建议的人们大凡都曾遭到过奚落。毕竟在当时可以得到的微型计算机，用途也的确有限，很多人都不相信这种机器除了供爱好者消遣之外还会有别的用途。
微型计算机市场的蒸蒸日上，几乎使人忘记了它开初的平淡境况。然而经验可能会使那些持怀疑态度的人不至于轻易否定一种新的技术玩具——家用机器人。目前至少有四家公司已经在销售价格为1000 ~ 8000美元的机动式机器人。这些器件在许多情况下会说话，觉察障碍物，以及辨别一些口语。有迹象表明，其它一些公司也正准备拿出类似的产品。
大多数人对于这类器件产生的第一个问题是“它们有啥用处？”厂家承认，第一代家用机器人并不能胜任有意义的家务劳动。海士（Heath）公司训练主任道格拉斯 · 波哈姆（Douglas Bonham）指出：“如果你想利用机器人打扫窗户或清洗餐具，那你将会感到失望去年年底，海士公司推荐了称为HeroⅠ（海士公司的教学机器人）的家用机器人，用以作为指导研究机器人的行动方针的组成部分。
正如第一部微型计算机一样，家用机器人的第一个销售对象很可能是钣金工和业余爱好者。机器人厂家说，正像使微型计算机获得进展的大批软件来源于各独立著者，他们也指望这些个人去发展用于微型机器人的大量基础技术。
直到这些基础技术赶上来为止，机器人公司希望业余爱好者们将把他们的机器人用于不要求用机器人的臂或其它备件做复杂运动的“软件强化”的目的。安得鲁鲍特（Androbot）有限公司工程主任弗朗克 · 琼斯（Frank Jones）说：“目前机器人的实际应用，包括看门、接电话、游戏或利用某种外部设备取物等，”新建的安得鲁鲍特公司新近生产了两种机器人B. O. B. 和Topo。
然而，专门设计用于胜任额外家务琐事的机器人可能即将问世了。有两家工厂希望在年底前使这种产品就绪并推向市场。其中一家是RB机器人公司，它最近推荐了一种目标是尽快投入市场的消费模型——RB5X实验机器人。“有许多特征仍然悬而未决，”RB机器人公司总经理约瑟夫 · 波斯胡士（Joseph Bosworth）指出过，消费模型或许能够代替我们正在设计的自动售货机出售饮料。地毯的真空除尘，由于机器人能测绘房间，然后找到卫生间取出真空除尘用具，从而是有可能实现的。”
另一家公司是机器人国际（Robotics International）公司，它的即将在年底前就绪的消费机器人称为Genus。这种机器人将有真空除尘附件，利用它的内装手臂能够举起5磅重物（装有手臂的其它单元最多只能举起1磅重物）。
机器人Hero Ⅰ
海士公司的负责人已积累了很多故事，显示他们的机器人HeroⅠ的功绩。当孩子们走进消费电器商店看见在那里来回走动并会说话的Hero时都不免要走上去搂抱一番。“他们说起机器人，似乎它就是收录机一样，”海士公司的负责人这样说。有一位先生带着他孙子走进商店，孩子一眼就看见了Hero，再不愿离开了。
“你喜欢它吗？”先生问道。回答是那样地斩钉截铁。这样，先生当场付给全数1500美元。
公司负责人曾携带Hero外出，在客舱中机器人是被装在专门的箱子中的。当他们经过检票口时，保卫人员执意要检查。根据海士公司工程师编好的程序，当机器人一旦打开眼睑，察觉到光线透入时，便喃喃自语地咒骂并感谢打开箱子使它脱离不透气环境的人。据说这一程序当时在各地机场卫兵中影响颇大。
使家用机器人获得这些特性的器件包括机内计算机、话音合成电路、复杂电机传动系统和许多的机内传感器。许多机器人采用超声收发信机来判定物体的位置（这类超声系统多半采用波赖鲁埃特（Polaroid）公司为其自动聚焦相机而研制的硬件）。也有的是采用光传感器的。例如安得鲁鲍特公司的B. O. B. 就借助于装在其上的一个红外光源的反射信号的搜索来探测前进的道路。这样便可以使机器人编好程序，使之不会在楼梯上跌下或被障碍物绊倒。与此相反，RB5X机器人则是依赖它碰及墙壁或物体的感觉信号带动位于体内的一个微型开关组来探测道路的。
机器人说话一般是采用市售的以音素为基础的话音合成电路。利用这种方法，机器人可以读出任何一个英语单词（以及某几种外国语言的单词），这只要把音素串排起来即可以实现（音素组成基音，基音合成短语）。这种谈话是比较生硬的，但是完全可以听懂。
在多数情况下操作人员既可以借助于向内装计算机键盘输入要求的方式，也可以把机器插到一台微型计算机上，利用一台式单元用操纵缆指挥机器人。海士公司的机器人带有训练按钮，它与引导工业机器人完成任务常用的悬吊式操纵装置很相似。操作人员可以利用按钮开关来控制机器人的速度和方向。如果机器人装有附属臂，同样可以利用悬吊式操纵装置来控制臂的位置，利用臂爪拾起或搬动物体。与工业机器人的情况正好相似，海士公司的机器人也可以把用悬吊式操纵装置输入的运动存储起来，并根据需要来重复上述运动过程。除此之外，至少有两家家用机器人公司计划生产用无线电网络控制机器人的附属器件。
在生产机器人的厂家中还看不出对哪种牌号的微型计算机特别感兴趣。厂家选用不同类型的微型计算机都有各种各样的理由。例如，海士公司采用八位器件，为的是提高机器人机械控制的速度，八位处理器易于编制程序，这对Hero机器人设计规定的手控训练是一个重要的因素。
安得鲁鲍特B. O. B. 有三部十六位处理机、它或许算是在设计中的最复杂的家用机器人。安得鲁鲍特公司的负责人说，他们想要把处理大型和复杂程序的方法用于B. O. B. 机器人，看来至少需要三部十六位处理机。
B. O. B. 中的每一部处理机专用于一个不同的任务系列。一部处理机用于操纵传感器和感知器（Perception），另外一部操纵寻位和电机控制，第三部处理工作系统的软件，做决定并通常胜任执行计算机的职能。机器人有携带超过3兆位主存储器的能力。此外由于机器人采用的微处理机与IBMpc类型相同，因而可能在IBM兼容微型计算机的基础上来方便地发展机器人的程序。
然而，在利用家用机器人能胜任有意义的工作方面，计算机的程序编排可能还算是困难最小的网络节之一。据厂家说，还有大量的灵巧的机电设计完成，用以实现对物体的控制而其价格又很低廉。目前的情况是，还没有一家公司完全解决了需要的大多数突破。“个人和公司的结合是很有必要的，”海士公司的波哈姆说：“最困难的部分是我们将是在耕耘新的土地。”基于这些理由，海士公司认为，开始的时候，家用机器入的销售情况将不如家用计算机当初增长那么快。
集思广益的潜力
机器人制造者说，致力于机械方面的个人理应对此领域有重要贡献。在安得鲁鲍特公司服务的一位研制经理道格拉斯 · 琼斯（Douglas Jones）似乎就是这方面的典型主要由于琼斯的工作，安得鲁鲍特的机器人的支持机构相当好；机器人只用两个轮子支撑、并可保持稳定而不依靠任何别的东西。这种能力是采用了倾斜轮而获得的。设计保持稳定的理由基本上与摇椅在摇动时不翻倒的原理相同：有效转动中心高于重心位置。由侧面看机器人时这个原理便很容易看明白。轮子的侧投影像个椭圆，其长边类似于摇椅的扶手。
支持结构竟使安得鲁鲍特公司获得一项专利，专利署名的主要发明人就是琼斯，而琼斯却是在机器人计划的七位经理中唯一没有学位的工程师。
琼斯与机械工程经理西格弗莱德 · 沙拉特（Sigfried Salat）一道设计了机械系统和塑料模压的机器人主体。“我当设计师已17年了，我基本上靠自学，”琼斯说：“我靠自学学习三角，但我没有采用任何常规系统。我想要建立另一种不同的投影方法用于机器人主体的模压制造。”
琼斯承认，他得到倾斜轮支承的方案借用了非本行的技术。
“我必须设计的另一样东西是带有两个倾斜滚动子的结构，”他解释道，“不过没有把它们用来做轮子。我注意到了稳定性，把这个方案搁置了一年。方案涉及到的另一个来源是我曾看到过的电视广告。广告中的一块摘圆形安眠药片缓慢地前后摇动。”
由于发明家个人和程序编排人的贡献显示出很大的潜力，机器人生产厂家甚至希望提供一些鼓励。例如，安浔鲁鲍特公司已经宣布了一项对软件编排人员的专利权规定。公司甚至希望为机器人设计附件使之能完成草坪割草或真空除尘这样的任务。只要程序编排人员完成这些程序，便可签订销售合同。
安得鲁鲍特公司的工程师目前正在编制的一项程序可以使机器人履行“看家”的职能。机器人利用本身装设的红外和超声传感器来回在住宅中走动探测有无外来人员进入。机器人将根据事先编入程序的进门人的手势来辨认真正的房主人。
安得鲁鲍特公司的工程师已经想到的另一个职能是利用机器人做移动式电话的传呼人。机器人设备有使它能觉察到电铃信号的电路。接到电话后它便去寻找受话人，受话人可以通过机器人与电话线路之间的无线电电路进行通话。
公司当前正在研究完善机器人的第一个外部设备，这将是另一种类型的颇有吸引力的系统。据报道说，附件是一种可携带四品种六花色饮料的小型货车。货车是巧妙的机械系统，机器人可以利用与它的配合在宴会上服务，比如说，可以抆要求取出某种商标的啤酒等。
设计标准
除了关于安得鲁鲍特公司的倾斜轮以外，迄今所介绍的机器人还尚未取得堪称技术突破的任何发展。厂家说，实际设计一种家用机器人的最困难部分是简单地规定一个方案——机器人必须有些什么？
“开始我们有许多错误的出发点，”海士公司的生产线经理詹姆斯 · 拉埃特尔（James Lytle）说：“我们试图寻找降低成本的方法，但是，我们最后确定不管花费如何有许多东西都是Hero必须要有的。话音就是一个例子，使机器人成为装有话音合成器的人物，我们感到这是绝对必要的。”
公司还说，机器人手臂的形式也曾费尽了思考。Hero现有的手臂已是第十代产品了。第一代手臂的设计只有肩关节运动。但是这个方法过于简单。按最后的设计，海士公司在手臂中附加了推动螺杆（lead screw）来伸开抓爪。公司决定不用普通关节的手臂，因为他们感到利用肘节（elbow joint）带来的机械缺陷会限制其有用性。
其它的家用机器人采用的手臂是形形色色的。RB5X最后被确定要有关节臂以备选用。安得鲁鲍特的机器人没有这种臂，但它有可折叠作为承载而的平台。
还有许多技术也被采用来获得机动性。用两个轮子独立支承的安得鲁鲍特机器人还包括两台直流永磁无刷驱动电机，每个电机驱动一只轮。机器人只能利用两轮转动的快慢不同来实现转体。这种驱动结构还可使机器人原地自转。借助于安装在每个轮上的光学位置编码器的控制，机器人不断地测定出它行走的距离。
海士公司的机器人用三个轮支承，一个主动轮、两个自位轮，轮子同样由直流电机推动。电机、光学编码器和驱动轮装置都装在一个机架上，机架的转动靠第二个控制电机来实现。海士公司说，采用一个驱动电机简化了跟踪和控制所要求的算法。
至少有两家公司采用四轮平台。机器人国际公司制造的Genus机器人采用带有两个专用驱动电机的驱动轮和另外两个用于支撑的非驱动轮。RB5X机器人也采用四轮平台和两个驱动电机，但没有用驱动轴编码器来测位置，机器人厂家要采用四轮平台的理由之一，据说是四轮机器人可以原地自转，这一点对三轮机器人来说是不能做到的。
现状和未来
在即将到来的年月里，家用机器人爱好者的福音是工业机器人技术正在迅猛发展。改进工业机器人使之更加灵活的技术或许会对家用机器人提供有用的经验。
虽然如此，在现代生活中机器人变得像汽车那样对人如此必要的日子到来之前仍然有大量的工作有待完成。即使由工业机器人为我们提供了经验，家用机器人是否能为公众所接受除了其灵巧与否之外，还要取决于很多错综复杂的因素。
例如在日本，据报道说，四部机器人中有三部使用不到1500小时即告失灵，工作将近100小时时，几乎三部中就有一部出了故障。一般的用户十分清楚，与广泛使用于家庭中的其它任何电子机械器件无异，机器人也不例外，终究有一天也会突然出现问题的。总而言之，在机器人变为日本人称之为“解放的工具”，并在家庭中创造出无限舒适的条件的那一天到来之前，也许还要经历一定的时间。
（Machine Design，1983年第55卷，第6期）