科學少年 6月號/2019第53期 (電子雜誌)

歡迎進入機器人時代

機器人已走入我們的生活，以各種樣貌出現在你我身邊，成為我們的好夥伴、好幫手，甚至是好朋友。

撰文／趙士瑋 企編／郭雅欣

如果你有一臺機器人，你希望它是《星際大戰》裡總是伴隨主角身旁的R2D2？動畫電影《瓦力》裡令人憐惜的清垃圾機器人瓦力？還是什麼神奇法寶都有的哆拉A夢？這樣的夢想距離我們愈來愈近了，因為隨著科技的演變，機器人的技術已經有了很大的進步，能做的事情愈來愈多、愈做愈好，逐漸在我們的生活中提供很多幫助。在許多工廠中，都由機器人負責精準組裝元件，而有些機器人可以與人類對答或聊天，有些可以組裝家具、協助打理人們的生活，有些可以在災難現場協助救援，有些已經代替人類前往深海、火星等地，蒐集珍貴的觀測資料回來，供科學家研究。機器人有時甚至比人類還強，例如圍棋的世界冠軍，就曾經輸給人工智慧系統AlphaGo。

機器人為什麼可以這麼厲害？可以做到許多本來只有人類能做的事？科學家在設計機器人時，運用了許多科學原理及方法，一起來了解機器人的奧祕，或許未來有一天，你也能成為機器人專家，打造你心目中理想的機器人！

機器人不是人 機器人當然不是人！但它卻能做很多人類能做的事，有時候做得還比人好。要知道機器人是怎麼做到的，得先了解一下人類是怎麼做的。

舉凡過馬路、拿東西，這些事情對我們來說簡直是易如反掌、不用經過任何思考，但對機器人來說，事情就沒有這麼簡單了。比方說，過馬路時，我們會先看看紅綠燈，確認是綠燈之後，我們再往前走，同時注意一下有沒有轉彎車。有的話，我們會判斷車子的速度，決定要不要走快一點，或是停下來等一會。接著，我們的腳就自然而然依照我們的意志動起來，不用再經過任何的思考。

如果換成機器人的話，它該如何「看到」紅綠燈的燈號、或是路口有沒有車子過來？接著，它要怎麼判斷應該過馬路或是要讓來車先過？最後，機器人要如何讓自己移動「腳」而順利往前走呢？

機器人的運作主要分成三個階段。第一階段是「感覺」外界的訊息，機器人雖然沒有眼睛、耳朵，但我們可以利用各種感應器，賦予機器人視覺、聽覺等感覺。第二階段是「運算與判斷」，在接收了周遭環境、事物的訊息後，機器人會利用內部的電腦做運算，就像我們聰明的大腦一般，判斷現在應該做什麼行動，例如前進、後退、抓取物品等等。最後一個階段是「行動」，機器人知道該做什麼之後，就會藉由內部的動力，讓手、腳等部位完成指定的動作，就像我們靠著肌肉把腳抬起往前走，或是伸手拿取物品一樣。

機器人有感覺 目前大多數機器人都具備「視覺」和「聽覺」，也有一些特殊的機器人具有特殊的感應器，讓他們擁有「觸覺」、甚至「嗅覺」。

以最近幾年火紅的Pepper機器人為例，它的主要任務是服務民眾，許多銀行、飯店都有「雇用」Pepper，它可以和人互動，理解民眾的提問或需求。要達成這些功能，Pepper必須能接收外界的大量訊息，因此它的感應功能相當重要。Pepper全身上下共有26個傳感器，除了能「看見」、「聽見」之外，還有簡單的觸覺功能，甚至能綜合這些資訊，感知你的情緒！......

嗨！機器人

機器人的時代真的來臨了，你感覺到了嗎？機器人的科技不斷推陳出新，而且已經進入我們的生活當中！會掃地的機器人早已不稀奇，有些還會唱歌跳舞、送貨、組家具……能做的事情愈來愈多，有時候甚至比人類還厲害，例如機器手臂比人類的強壯，不但能拿重物，在操作時也很穩定。人工智慧就更厲害了，計算比人類快，判斷也愈來愈準確，不論是圍棋、西洋棋都打贏人類冠軍。機器人為什麼這麼厲害？科學家在設計機器人時，運用了哪些科技？透過這期的封面故事〈歡迎進入機器人時代〉，一起來了解機器人吧！

「拍到黑洞了！」不久前，這個消息占據各大媒體版面，黑洞這個神祕得不得了的東西，人類竟然揭下了它的面紗，一窺它的真面目。你可能看過那張照片了，它有點模糊，中間有個黑黑的圓，圓的外圍放出如太陽般的橘紅色光芒。中間黑黑的圓就是黑洞嗎？外圍的光芒是什麼？還有，這張模糊的照片其實解析度高得驚人，這是怎麼回事？人類首次拍攝的這張照片背後的故事，就在〈看見黑洞〉。

廣受歡迎的「少年一推理事件簿」，這回又有了新案件。雖然我們都討厭考試，考得差的時候也會很想銷毀考卷，不過，這次考卷真的不見了……。怎麼會這樣？身為小偵探的你快翻開〈誰偷了考卷？〉，和黃宗一、隋雲一起破解謎團！

目錄
科學少年 NO. 53 2019年6月號

封面設計／趙璦

8 科學新鮮事

新聞放大鏡 18看見黑洞 撰文／郭雅欣

50海洋故事書 太平洋的流動 撰文／方力行

52數學實驗課 看事物的角度好重要 撰文／賴以威

56 Penny陪你玩科學 花青素試紙 撰文／陳乃綺

封面故事 24歡迎進入機器人時代 撰文／趙士瑋

26機器人不是人

28機器人有感覺      

32機器人想一想

34行動吧！機器人

36形形色色的機器人

科學達人 36親手打造機器人──胡哲瑋 撰文／郭雅欣

精采主題 40空氣中的小微粒 撰文／邱淑慧

44外來種到底是什麼？ 撰文／龐中培

漫畫科學家 65熱愛臺灣的博物學家──鹿野忠雄 (5)紅頭嶼與華萊士線 漫畫／臨風聽水

推理故事 82誰偷了考卷？ 撰文／翁裕庭 繪圖／陳小雅

科少書房 60從眾所皆知到不為人知

我的酷手作 翻轉六邊形 撰文／李政憲

驚奇視界 22六角形到處有 撰文／洪文樺

益智遊戲 59動筆畫畫看 81一起來挑戰！ 撰文／吳欣庭

64專家解答

90投稿園地

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