人形機器人進入太空

• 文／林彥興｜EASY 天文地科小站主編、清大天文所碩士生，努力在陰溝中仰望繁星

2021 年底，美國政府宣布再次延長國際太空站（ISS）的服役年限，讓它繼續運作到 2030 年，續寫這座人類史上最大人造衛星的傳奇。與此同時，NASA 的「商業近地軌道太空站」（Commercial Leo Destinations, CLD）也正如火如荼地展開，旨在創造多元而蓬勃的近地軌道經濟圈。

舉世唯一的微重力實驗室：國際太空站

國際太空站絕對夠格問鼎當代最偉大的工程奇蹟之一。由美國、俄羅斯、日本、歐洲與加拿大共同打造，ISS 的質量約 450 公噸，大小相當於一座美式足球場，是歷史上最大最重的人造衛星，二十多年來以約 7.6 km/s 的高速，在 400 多公里高的近地軌道上繞行地球。太空站上常駐約 7 名左右的太空人，負責維護太空站的運作，並且在這獨一無二的微重力環境下，進行各式各樣的科學研究。

這樣一個龐然大物，世界上沒有任何一款火箭有辦法一次就把它送上軌道。因此 ISS 的建造，是一次一個地把艙段發射到軌道上，然後讓它在茫茫太空中，精準地與之前發射的其他艙段對接，像拼樂高一樣，一步一步地把整個太空站組裝起來。從 1998 年到 2011 年，多國團隊一共花了 13 年的時間、31 次發射，才完成 ISS 的建造。

然而，光是「建造」太空站是不夠的，為了維持太空站的運作，太空站上必須要有太空人常駐，因此每隔幾個月，多國團隊就得發射載人任務，把新一批太空人送上太空站，並讓前一批太空站上的太空人返回地球。同時，為確保這些太空人能在太空正常生活，它們還得更頻繁地發射無人貨運太空船，為太空人帶來食物、水、維修零件等資源。

截至 2021 年底，已發射了超過 66 批「遠征隊」（expeditions）輪班駐守 ISS，並且發射 144 趟無人貨運任務。每一趟任務背後，都要耗費數億美金的火箭發射成本，及數百噸的火箭推進劑。再加上太空人的訓練、基礎設施建造、早期的研究與試驗、多國間的協調合作……等等，這個計畫的規模之宏大可見一斑。

自由市場的力量：商業補給與運載服務

國際太空站的建造與運作是如此的昂貴，即使是全世界資源最豐富的太空機構：NASA，要長年維持它的運作也顯得力不從心。

其中一個重要的原因，在於 NASA 當年用於運補國際太空站的主力——太空梭（STS）。太空梭不僅操作危險，成本也非常昂貴。面對這種情況，NASA 想到：「也許我們可以從最簡單運送補給物資開始，培養一批民間太空公司，等它們的成長茁壯之後，就可以把這些「日常瑣事」外包出去給它們做。」

在自由市場的競爭壓力下，這些民間太空公司自然會拚命地找出效率最高的辦法達成目標。如此一來，NASA 省了錢，又培育了國內的航太科技實力，豈不是一舉兩得？

於是，2006 年，NASA 啟動了「商業軌道運輸服務」（COTS）計畫，讓民間太空公司在 NASA 專業人員的幫助之下，自行設計一套火箭與太空船參與競爭。

每達到一個 NASA 設定的里程碑，就可以拿到相當可觀的資助，進行下一階段的開發，由此一步一步地完成整套系統的開發。經過激烈的競爭，最終由老牌太空公司「軌道科學」（Orbital Science）與當時的新創太空公司 SpaceX 奪下勝利，取得「商業補給服務」（CRS）合約。時至今日，雙方的「天鵝座」（Cygnus）與「天龍號」（Dragon）系列貨運太空船，仍是補給國際太空站的主力。

有了 CRS 的成功經驗，NASA 決定打鐵趁熱，在 2011 年啟動「商業載人服務」（CCP），讓商業太空公司負責難度更高的載人太空飛行任務。

經過多年競爭，這次脫穎而出奪得合約的是 SpaceX 與波音兩家公司。然而，命途多舛的波音「CST-100 星際航線」（Starliner）太空船頻頻發生問題，至今（2022 年 2 月）仍未成功執行任務。另一邊，SpaceX 的「載人版天龍號太空船 Crew Dragon」太空船則相對順利得多，不僅已經 4 度成功把太空人送上 ISS，更將 Crew Dragon 用於太空旅遊，在「靈感 4 號」（Inspiration 4）任務中讓 4 位民間太空人體會了 3 天的軌道飛行，並且未來還會執行更多類似任務。讓我們看到這些為政府機構打造的太空船，其實有著巨大的商業潛力。

商業近地軌道太空站：打造蓬勃的近地軌道經濟圈

時光飛逝，歲月如梭，國際太空站轉眼間已經服役超過 20 年。整體而言，太空站的狀態還算良好，但是大大小小的故障仍時有耳聞。因此，即使美國政府宣布讓 ISS 持續服役到 2030 年，尋找國際太空站的接班人仍是刻不容緩。

對此，NASA 故技重施，啟動了「商業近地軌道太空站」（Commercial Leo Destinations, CLD）計畫。這次不只運貨、載人，而是要讓商業太空公司自行設計、建造與運營商業太空站。經過第一階段的評選，目前有 3 組團隊獲選，它們分別是：

1. Orbital Reef，此為藍色起源（Blue Origin）與內華達太空公司（Sierra Space）、波音、Redwire Space、Genesis Engineering Solutions 等多家公司組成的聯合團隊所提出的方案。它擁有大直徑的艙段、大直徑的對接口，能夠支持 6 名太空人的生活，無論是技術或是商業規劃上都相當有野心。

2. Starlab，此為 Nanoracks、Voyager Space 和洛克希德·馬丁（Lockheed Martin）組成的聯合團隊提出的方案，特色是使用了一個巨大的充氣式艙段，讓整座太空站只需發射一次就能進入軌道，不需要多次發射再對接。

3. 第三個是諾斯洛普．格魯曼提出的太空站計畫，不過它目前還沒有一個閃亮的名字。相較於上述 2 項方案，諾斯洛普的計畫就顯得相當中規中矩。它們使用了大量現成的技術以降低開發風險，避免計畫延宕，但就顯得缺乏亮點，商業計畫也相對不被 NASA 看好。

最後，當廠商們的技術發展成熟（預計是在 2025 年以後），NASA 就會從指導者變成客戶，付錢購買廠商們的服務。除了角逐 CLD 計畫的 3 個團隊之外，還有另一組人馬——Axiom Space，也是商業太空站大賽的選手之一。比起剛剛起步的 CLD 三家，Axiom Space 不僅已經拿到 NASA 的合約，而且太空站怎麼建造也都已經有了相當完整的規劃。若進展順利，應該會成為第一個成功入軌的商業太空站。

蓬勃發展的近地軌道經濟圈

國際太空站是 21 世紀初人類的太空技術結晶，是世界各國耗時 13 年、斥資上千億美金完成的偉大工程。然而時過境遷，這座龐然大物逐漸顯露疲態。值得慶幸的是，得益於 15 年來商業太空領域的高速發展，民間太空公司已經一步步掌握火箭、貨運、載人太空船，乃至於太空站的開發與運營技術，讓太空不再是政府機關的專利，也讓 ISS 不怕後繼無人。

隨著資源與人力的不斷投入，一個生機勃勃的近地軌道經濟圈，也許並沒有我們想像的那麼遙遠！

參考資料與延伸閱讀

• Biden-Harris Administration Extends Space Station Operations Through 2030
• Spacewalkers Complete Multi-Year Station Battery Upgrades | NASA
• International Space Station Facts and Figures | NASA
• Visiting Vehicle Launches, Arrivals and Departures | NASA
• NASA Selects Companies to Develop Commercial Destinations in Space | NASA
• Commercial LEO Destinations (CLD) | NASA
• Three Winners for Commercial LEO Destinations Awards – SpacePolicyOnline.com
• How 20 Years of Life On The ISS Began With Expedition One
• The Story of How NASA Went From Space Shuttles To SpaceX & Commercial Rockets
• Every Spacecraft Which Has Visited The Space Station
• NASA & Axiom Space Designing Commercial Expansion Of Space Station
• Axiom Commercial Space Station（內有已建成的艙段零件照片）
• 輕鬆認識太空運載火箭
• 【貨運太空船系列】COTS 與 CRS
• 太空站故障 NASA 緊急進行太空漫步

• 本文轉載自臺北天文館《臺北星空》第 103 期

• 文／徐麗婷｜政大應用物理所兼任助理教授

國際太空站（International Space Station，ISS）是地球軌道上最大的衛星，也是太空中最大的人造物體，其大小約有一個足球場這麼大，有時候我們從地表用肉眼就可以看到它快速地在夜空中劃過。國際太空站在距離地球表面 400 公里高的低地球軌道上運行，並且以每秒約 7.7 公里的速度繞行地球。以這個速度繞地球一圈只需要 93 分鐘，所以太空站每天會繞行地球 15.5 圈（這也表示太空站上的太空人每天可以看 15 次以上的日出與日落）。

冷戰時代的太空競賽

設置國際太空站的目的，主要是作為太空實驗室、天文臺，以及為未來可能的月球和火星登陸計劃提供運輸、維護和中繼站的服務。在 2010 年美國國家太空政策中，國際太空站更被賦予了為商業、外交和教育服務的額外目的。

然而，最初設立太空站的想法，其實是源自於冷戰時期美國與蘇聯的太空競賽。蘇聯在 1980 年代已經率先發射了模組化的太空站到地球軌道上，而美國政府擔憂蘇聯擁有比美國更強大的核武攻擊力量，因此在 1984 年提出了「戰略防禦計畫」，又稱為「星戰計畫」（Strategic Defense Initiative， 或稱 Star Wars Program），其目標是要建造太空中的反彈道飛彈系統，以阻止敵方的洲際飛彈和太空飛行器。美國太空總署提出的自由號太空站（Space Station Freedom）計劃就是這個「星戰計畫」的一部分，雷根總統更在 1984 年宣示將在 10 年內完成太空站的建設。

但是由於太空站預算龐大、加上 1986 年挑戰者號太空梭的爆炸意外，太空站計劃不斷地被延宕。一直到 1991 年蘇聯解體後，冷戰正式結束，美國和蘇聯的太空競賽也失去了意義。冷戰結束後，美國總統柯林頓於 1993 年宣布結束自由號太空站的計劃。同年，在美國副總統高爾的推動下，美國太空總署開始與俄羅斯聯邦太空總署協商合作建立太空站的構想，這也促成了兩國初步的太空合作計畫：「太空梭–和平號計劃」。

國際太空站的前身：太空梭–和平號計劃（1993–1998）

國際太空站的成立主要分為二個階段：第一階段是從 1993 到 1998 年，由美國太空總署（NASA）和俄羅斯聯邦太空總署（Roskosmos）所合作的「太空梭–和平號計劃」（ShuttleS–Mir Program），而這個計劃也可以說是國際太空站的前身（見圖 2）。

其中俄羅斯在 1986 年升空開始興建的和平號太空站（space station Mir），是世界上第一個模組化的太空站，也是第一個讓人類可以長期居住的太空研究中心。在這個「太空梭–和平號計劃」其間，NASA 一共執行了 11 次太空梭任務，並且派了 7 名美國太空人長駐在和平號上（累計將近 1000 天）向俄羅斯太空人學習長時間的太空生活經驗、操作太空站、太空漫步訓練、和進行各種科學實驗。其目的就是為了建造之後的國際太空站而作準備。

2001 年，因為和平號太空站的設備老化且缺乏維修經費，俄羅斯聯邦太空總署決定將其墜毀於地球大氣層，而其碎片則是掉入南太平洋海域中，結束它長達 15 年的太空服役生涯。

國際太空站（1998–現在）

國際太空站目前由五個太空機構聯合運作，包括美國太空總署（NASA）、俄羅斯聯邦太空總署（Roscosmos）、日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）、加拿大太空總署（CSA）和歐洲太空總署（ESA）。最初在命名國際太空站時是提議稱之為「阿爾法太空站」，但是俄羅斯方面並不贊成「阿爾法」（Alpha，α 是希臘字母表裡的第一個字母）這個名字，因為「阿爾法」有表示「第一個」的意涵。事實上俄羅斯的和平號才是第一個模組化的太空站，所以他們認為國際太空站的名字應該稱作「貝塔」（Beta，β 是希臘字母表裡的第二個字母）會更合適。在各國商談之後才決定直接定名為「國際太空站」（International Space Station）。

1998 年 11 月，國際太空站的第一個模組：俄羅斯的曙光號功能貨艙（Zarya）發射升空；同年 12 月，美國的團結號節點艙（Unity）發射進入軌道並與曙光號連接；2000 年 7 月，俄羅斯的星辰號服務艙（Zvezda）升空與太空站連接。星辰號服務艙主要是提供太空人的生命維持系統，包括太空人睡眠的區域、健身器材、飲用水裝置、廚房設備、廁所以及其他衛生設施。這些設備都是為了 2000 年 11 月首批登上國際太空站的太空人做準備。（圖 3 的三張照片可以看到最初三個模組陸續建構太空站的演進。）

國際太空站的架設工作一直持續到 2002 年。不幸的是，在 2003 年發生了哥倫比亞號太空梭（Columbia）的失事事件，NASA 停飛了所有的太空梭，國際太空站的建設也因此受到拖延。在太空梭停飛的兩年半裡，太空人的物資完全依賴俄羅斯聯盟號（Soyuz）太空船的輸送，一直到 2005 年 NASA 太空梭才再度重返太空。之後太空梭連續運送了大量的桁架與太陽能板到太空站上組裝（見圖 4）。日本宇宙航空研究開發機構（JAXA）於 2008 年也加入了建造國際太空站的行列，陸續在太空站增設了希望號實驗艙（Kibo）；2012 年，美國太空探索科技公司（SpaceX）發射了第一艘商業用太空船飛龍號（Dragon spacecraft）。

國際合作太空站的組裝

目前國際太空站的空間大小約為 1,000 立方公尺，總質量約 41 萬公斤。整個站體長約 108 公尺，寬約 74 公尺（大概是一個足球場的大小）。要建造完整的太空站，需要 40 多次的太空飛行任務才能達到。到 2020 年為止，NASA 太空梭一共執行了 36 次任務來運送國際太空站的模組，另外負責運送模組的還包括俄羅斯的質子號（Proton）和聯盟號（Soyuz）運載火箭，以及美國太空探索科技公司的「獵鷹 9 號」（SpaceX Falcon–9）。太空站的模組主要是先在地面上建造完成，再運送到太空中組裝。

下面列出一些規模較大的太空站模組：

• 曙光號功能貨艙（Zarya，於 1998 年11 月升空）
• 團結號節點艙（Unity，於 1998 年 12 月升空）
• 星辰號服務艙（Zvezda，於 2000 年 7 月升空）
• 命運號實驗艙（Destiny Laboratory Module，於 2001 年 2 月升空）
• 協和號節點艙（Harmony，於 2007 年 10 月升空）
• 哥倫布號實驗艙（Columbus orbital facility，於 2008 年 2 月升空）
• 日本希望號實驗艙（Japanese Experiment Module，又稱 Kibo，於 2008~2009 年間分批發射升空）
• 綜合桁架結構與太陽能板（於 2000~2009 年間分批發射升空）
• 科學號實驗艙（Nauka，於 2021 年 7 月升空）

國際太空站在繞行地球的過程中，高度會逐漸下降。為了維持太空站的軌道高度，會以太空站的推進系統、或是以來訪的飛行載具引擎來提供推力，藉此推高太空站的軌道高度。太空站所在的低地球軌道上，同時也存在很多太空碎片。前面所提到的改變太空站軌道高度的方法，也可以應用在避開太空碎片撞擊的操作上（Debris Avoidance Manoeuver， DAM）。萬一太空站來不及執行 DAM 以躲避太空碎片，那麼所有的太空人將會集合到俄羅斯的聯盟號（Soyuz）太空船上，若太空站受到嚴重破壞時就可以緊急撤回地球。這樣的緊急疏散事件在 2009、2011、2012 和 2015 年都虛驚過一次，但只有進入聯盟號，沒有撤離。

國際太空站上的實驗

由於國際太空站以高速繞著地球轉，太空站上的地心引力與離心力幾乎相互抵消。但是實際上，太空站上的重力環境其實並非是全然的「零重力空間」，而是還受到非常微小的重力影響，我們稱之為「微重力環境」（micro-g environment）。太空站設立的其中一個重要目的，就是做為在微重力環境下的實驗室，其研究領域包括天文生物學、天文學、氣象學、物理學、材料科學和太空天氣等。

在微重力的環境下研究植物生長、流體力學、材料合成、燃燒現象和結晶過程等，都有助於科學家更加了解在無重力下的各種物理現象。例如，圖 6 是非常著名的火焰實驗：在太空中燃燒的火焰會因為在微重力的環境下變成圓形的。另外一個重要的實驗，是研究長期在太空中生活對人體的影響，包括肌肉萎縮和骨質流失等問題。研究顯示長時間的太空旅行可能會造成太空人有重大骨折的風險，所以現在太空站上裝有為太空人設計的健身器材，讓太空人每天都能有固定的運動量，以防止肌肉萎縮及維持人體循環系統的健康運作。

國際太空站的未來發展

在太空站上的各項實驗與儀器測試，對於 NASA 即將執行的重返月球計畫以及之後的火星登陸計畫尤其重要。除了累積在太空中操作與維修各種儀器的經驗之外，對於微重力、宇宙輻射和隔離對太空人身心健康的長期影響，也能研究出較可行的應對之道。

到 2010 年為止，國際太空站所花費的金額已經高達 1,500 億美金，遠遠超過了最初的預算。雖然很多人對國際太空站未來的持續運作抱持著反對的意見，但是基於考量到未來重返月球與登陸火星的計畫，2018 年美國國會還是通過相關法案，確定延長國際太空站的使用期限到 2030 年。

YouTube 相關影片：

參考資料：

1. International Space Station
2. Shuttle–Mir program
3. Assembly of the International Space Station
4. Strategic Defense Initiative
5. 福爾摩沙衛星二號 10 週年專題報導-4

• 作者／施奇廷｜東海大學應用物理學系 

起源

從 1920 年「羅梭的萬能機器人」（Rossum’s Universal Robots，通稱R.U.R.）登上舞台以來，「機器人」這個概念，一直是科幻作品中的常客。機器人「具有人的形象，而（在某些方面）具有比人類更強的能力」的設定，一直刺激著人類的想像力：能力強大卻又聽命於人類的忠實僕人；或是領悟到自己其實可以取代人類，成為下一代的地球霸主？樂觀的期待與被反噬的恐懼，向來是欣賞以機器人為主題的科幻作品的兩大樂趣。不過近十年來「人工智慧」（Artificial Intelligence）與「機器人學」（Robotics）的發展速度超乎預期，上述本來只存在於科幻作品中的兩面議題，突然變得不是那麼遙不可及。

提出「機器人學」這個名詞，並將理論系統化的，並不是工程領域的學者，而是科幻小說大師艾薩克‧艾西莫夫（Isaac Asimov），這個詞現在已經成為工程界對機器人科學的正式名稱，是一個從科幻對科技「逆輸入」的有趣案例。生於俄羅斯的艾西莫夫的本行是就科學家（專長是生物化學），曾經任教於波士頓大學醫學院，不過後來因為全力投入寫作，不再進行一般學者的教學研究工作，但是波士頓大學仍然保留他的職位。他所接受過的嚴謹科學訓練，也反映在作品中。1940 年，年方 19 歲的艾西莫夫就發表了第一篇機器人短篇小說「小機」（Robbie，收錄於短篇小說集「我‧機器人」），開啟了「機器人系列」的序幕。

法則

「人類製造的機器人結果反過來支配人類」這個命題可說是充滿「為何要搬磚頭砸自己的腳」的矛盾，因為人類絕對可以在一開始設計、製造時就預防這件事發生。不過睽諸人類科技發展的歷史，這種矛盾其實一直存在，也不斷發生，目前我們面臨的「核能科技的發展衍生的核子大戰威脅」、「高度工業化生產導致環境污染」，以及「大量使用石化燃料導致全球氣候變遷」這些問題，都是現在進行式。

不過「人類依照自己的形象打造的仿人類」又有點不同，高功能的機器「外型像人」這件事，足以引起人類的「科學怪人情結」，讓人類會對機器人的發展保持高度的戒心，在此思考下，1942 年時，艾西莫夫在他的作品中，比照「牛頓運動學三定律」的規格，揭示了「機器人三定律」：

一、機器人不得傷害人類，也不能坐視人類受到傷害

二、在不違反第一法則的前提下，機器人必須保護自己的安全

三、在不違反第一與第二法則的前提下，機器人必須執行人類的命令

這三大法則是在機器人出廠時，就內建於其軟硬體內，絕對不容違反。如果讀者是「理科人」的話，大概會覺得這三大法則邏輯簡單明瞭，簡直無懈可擊，在此控制下，機器人應該可以成為人類最忠實的僕人，無須擔心他們會叛變了。

有趣的是，在艾西莫夫的機器人短篇小說中，幾乎都是在探討「會引起三大法則的缺陷、迷惑、矛盾的可能情境」，所以幾乎每篇小說都會產生一個「精神錯亂」的機器人。這些小說非常有趣，推薦喜歡「燒腦型作品」的讀者一讀。

這個系列作品的內容其實也部分反映了人性：人也是又內建「道德基準」（moral norms），能進行邏輯思考的動物，但是即使最理性冷靜的人，也是會碰到兩難的困境，例如著名的「電車難題」：「一輛失控的列車在軌道上急馳，在軌道上有五個人即將被碾過，你剛好在鐵軌的轉軌器旁邊，只要扳動轉軌器，就可以把列車轉向另一條軌道，但是另一條軌道上有一個人，本來不會有事，因為你將列車轉軌而會被碾斃，在這個狀況下，你到底要不要將列車轉軌呢？」幾十年來這個問題引起了許多哲學以及倫理學、社會學的廣泛討論。事實上，自動駕駛汽車（除了不具有人形之外，其實也算是機器人的一種）的設計就必須把這類情境納入考量。

就筆者的「理科腦」來看，這些矛盾的起因是「機器人定律與人類的道德準則是定性的，而實際情境卻是定量的」。例如兩個人類同時對一個機器人下命令，而這兩個命令互相矛盾，那麼這個機器人到底要聽誰的？這時候機器人必須對下命令的兩個人做出「定量上的評價」，決定執行哪一個命令。這個結果導致「機器人可以（必須）評價人類，將人類分出等級」，之後又會衍生出更多的問題…

1985 年時，在機器人系列故事四十餘年的發展之下，艾西莫夫被自己的筆下的故事逼得追加了一個「第零定律」，位階在原來的三定律之上：「機器人不得傷害『整體人類』，或坐視『整體人類』受到傷害。」，這下子定律的規格從「牛頓三定律」變成了「熱力學的零＋三定律」了，不愧是正統派科學家出身！這個第零定律跟之前一樣，從邏輯上看起來也很合理，但是這又造成機器人必須評價「整體人類」的福祉是什麼，由於第零定律凌駕於第一定律之上，因此視情況機器人是可以為了避免整體人類受到傷害，而去傷害甚至殺死個人的，最後可能會演變成「機器人為了整體人類好而接管、控制人類社會」的反烏托邦結果。

不過或許是因為「機器人叛變」這個展開實在太過顯而易見，而且因為可以塞進許多動作場面而成為影視作品愛用的題材，艾西莫夫的機器人作品中對這方面反倒是著墨不多，而是將關心的焦點放在「機器人是否能在三定律的規範下，活出自己的人格？」這個主題的代表作，就是獲得 1976 年「雨果獎」與「星雲獎」雙料大獎的中篇小說「雙百人」，後來在 1992 年由令一位作家羅伯特‧席維伯格（Robert Silverberg）擴充成長篇小說「正子人」；這個故事也在 1999 年改編為電影「變人」，由已故的喜劇泰斗羅賓‧威廉斯（Robin Williams）主演。

說實在的，想要瞭解「機器 → 人形機器 → 機器人 → 人」的演進與思辯，而又沒有很多時間與耐性的讀者，看這一本就夠了。

分流

前面花了相當的篇幅講了艾西莫夫的機器人觀，除了這個「大師典範之外」，其實幾十年的科幻與娛樂文化演變下來，機器人也了更多的樣貌。

好萊塢電影與日本動漫畫，是目前全球影視娛樂的兩大主流，當然兩者還是有一段差距，好萊塢挾其資金、人才、技術的實力，最為強勢；不過「小本經營」的日本御宅文化，在全世界的影響力也逐年提升，對好萊塢電影也產生了不小的影響。它們對於機器人這個主題的處理，有很大的不同。以下分成不同的機器人類型討論，不過要先說明的是，以下的分類有些是好萊塢電影擅長的題材，有些則是日本動漫畫的偏好，但是其實並沒有這麼涇渭分明，大部分在兩邊都有出現，只是多寡有別。

一、近未來，覺醒的機器人，成為人類之敵——好萊塢電影的機器人，跟艾西莫夫的機器人類似，是外型、尺寸都比照人類，並且具有不同程度的人工智慧。不過如前所述，好萊塢電影中的機器人有許多都是扮演「人類之敵」的大反派，完全不受艾西莫夫「機器人三定律」的節制，最經典的例子就是「魔鬼終結者」系列，劇中的機器人存在的目的就是用來追殺人類——可說是把「機器人三定律」完全反過來看就行了。這些機器人的背後是由一個名為「天網」的人工智慧，也可以說是個不具人形的機器人，本來是美國研發的國防電腦系統，後來這個系統產生自我意識，並且判斷人類才是「世界最大的威脅」，於是就發動核戰毀滅人類，並且持續掃蕩殘存的人類反抗軍，並且派遣機器人穿越時間回到過去殺害反抗軍領袖的母親以斬草除根。

相對於艾西莫夫小說中以「機器人三定律」來節制機器人的能力，以消除人們的「科學怪人情結」，努力讓人類社會接受機器人；「魔鬼終結者」系列是反過來喚起觀眾的「科學怪人情結」，再加上「末日電影」的背景設定，來營造危機感與戲劇性，然後在人類與機器人的對立下順理成章的大打出手，「拳腳與槍砲齊飛，鮮血共煙硝一色」，讓本來是「低成本 B 級動作片」的「魔鬼終結者」成為娛樂性與思想性兼具的成功作品。就這個視角而言，「駭客任務」中的架構與設定，以及成功的要素也頗有共同之處。

二、遙遠的未來，機器人已經融入人類社會，共同面對更廣闊的星際世界——上述這種「人類與機器人的衝突與生死戰」的背景通常發生於「近未來」，故事舞台跟現代有相當程度的重疊，機器人進入生活的正面與負面效應，都比較能引起觀眾的代入感。如果是以「遙遠的未來」為背景，機器人與人類之間的「磨合陣痛期」已經過去，像是兩大名門「星際大戰」與「星際爭霸戰」，人類的足跡已經遍佈銀河系，見識過各種稀奇古怪的外星生命體，機器人也早就已經成為人類好伙伴，甚至被視為跟人類同等的存在了。

三、機器人是人類肉體的延伸，力量的放大器——另一方面，日本動漫畫作品中的機器人，除了早期的「原子小金剛」是走「真人的大小與外貌，且具有人工智慧」的路線以外，主流是象徵「人類力量的延伸」的「巨大機器人」類型。這種機器人不具有人工智慧，而是搭載操作界面與作業系統，由人類駕駛員來操作，相當於扮演其大腦的角色。以早期的名作「無敵鐵金剛」而言，所標舉的主題是「如果人類透過機器取得了巨大的力量，將會成為神？還是成為惡魔？」，這類作品有別於西方「機器如何變成人」，而是「人類與機器合為一體」的概念。

機器人是吸引目標觀眾目光的賣點，也是贊助或出資廠商販賣模型玩具的獲利神器，導致許多巨大機器人動畫作品一味強調機器人造型帥氣而不注重劇情內涵，被譏為「為了販賣玩具所製作的 30 分鐘廣告片」，不過由於出資者只要求「機器人玩具賣得好」，對於內容不太有興趣干涉，反而讓創作者有揮灑的空間，出現了「長濱忠夫三部曲」、「機動戰士鋼彈」等名作。1995 年的「新世紀福音戰士」，把前述「人類與機器合為一體」的概念推到極致，駕駛員是透過神經系統直接與機器人（稱為 Evangelion，簡稱 EVA ）「同調」連結，以精神力取代操縱桿與按鈕，直接操控 EVA——不過其實 EVA 與其說是機器人，「生化」味更重一些，劇中還曾出現駕駛員與 EVA 機體「完全融合」的情節。

四、機械化的人類——人與機器的關係，除了「機器→人形機器→機器人→人」這條路線外，也有反方向的路徑：由於疾病或受傷而失去部分身體功能的人，利用科技的力量改造身體，恢復正常的功能，甚至更為強大，這種被部分改造的人類稱為「改造人 Cyborg」（cybernetic organism），結合了「模控學」與「有機體」兩個字，也有人翻譯為「生化電子人」、「半機械人」，後來乾脆直接音譯為「賽伯格」。其實許多現實世界的人類已經多多少少變成改造人了：義肢、人工水晶體、心律調節器、人工關節等等，人們已經普遍可以接受為了維持身體機能以侵入性的方式改造部分器官，未來可以預見改造的範圍與精密程度必定會逐漸提升。

在這個「人體改造」的延長線上，我們可以看到像「機器戰警」中，殉職的員警被改造並且復活來執行正義，「鋼鐵人」受傷後在自己的胸腔裝了一個反應爐，成為裝甲動力服的能量來源；日系作品方面，有「無敵金剛 009」（後來改名為「人造人 009」，少了一股中二的氣勢）、「假面騎士系列」（真人演出的特攝片），這些作品中，並非前述因為疾病或受傷而修補人體，而是為了培養「征服世界用的超級士兵」，而將人體改造成具有超越一般人能力的戰鬥道具。

與「機器人覺醒為人類、或自覺為超越人類的存在」的方向相反，在「改造人」這條線上會出現的問題則是「當人類持續被改造，被機械取代的部位越來越多，會不會因此變成『不是人類』？這個轉變的界線何在？」也是非常值得探討的問題，也讓「改造人」這類的作品更具有思想上的深度。

近年來日本動漫畫與好萊塢合流的作品逐漸增加，「攻殼機動隊」與「戰鬥天使艾莉塔」是其中翹楚，都是以「改造人與人類的分界線」，以日本原創的動漫畫作品為主題，結合好萊塢的資金與技術的大製作電影，都獲得了相當程度的成功。

交會

本文以包含小說、電影、動漫畫等科幻作品的角度來看「機器人與人」之間的關係。雖然不是從真實世界的科學與技術來進行嚴謹的探討，不過在「機器人與人」這個主題上，科技與科幻的發展路徑其實亦步亦趨、互為因果：如同艾西莫夫的「機器人學」與「機器人三定律」對真實世界的機器人科技有極大的影響一般，科幻的想像有可能成為引導科技發展的路標；相對的，科技的發展當然也會墊高科幻作品的根基。

前文我們看過了幾種「機器人與人」的類型作品：從機器人變成人、機器人與人共存、機器人與人合體、從人變成機器人。這幾種模式，各自以不同的視角來刺激我們思考「人到底是什麼」這個問題。從數十年來這個主題的科幻作品的發展看來，不論是從哪個角度切入，最後都指向一個共同的交會點：人類的大腦。

「正子人」中的機器人主角「安德魯‧馬丁」要爭取在法律上被認可為「人」，其起點是他的「正子腦」產生了類似人腦的感情、創造力、以及自我意識的自覺，在其兩百年的生涯中，他的「鉑銥合金正子腦」的運作模式與人腦越來越接近，應該可以通過任何像「圖靈測試」這種「能分辨人腦與電腦差別」的考驗。而他克服爭取成為「人」的最後阻礙的方式是：改造他那相對於人腦幾乎算是不朽的正子腦，讓它像人腦般會逐漸老化與死亡，終於取得了「人」的資格。

另一方面，「從人變成機器人」的這條路上，也是以「大腦是不是原裝貨」來作為人類與機械的分界點。身上的器官怎麼更換都沒關係，但是這個人的「自我」（identity）只存在於大腦的神經元之間的連結以及在內部儲存以及傳送的資訊中，如果大腦被換掉、或是內部的資訊消失了，這個人也將不再存在。更激進的說法是，連大腦的「硬體」都不重要，只有內含的資訊才是「人的本體」，所以只要能夠把腦內的資訊保留、複製下來，人將可以成為不朽的存在，就像「攻殼機動隊」的主角草薙素子，拋棄了已經多次改造的肉身，以及還是「原裝」的大腦，將腦內資訊轉進網路中，只要這個網路仍在運作，這組來自草薙素子大腦的資訊仍存在於這個網路中，她就相當於取得了永生。

回到現實世界，「人工智慧」與「腦科學」正好也是目前最熱門、進展也最快的科技領域，前者致力於「讓機器除了強大的計算與記憶能力之外，還能像人腦一樣能進行複雜的思考」，後者則是要「瞭解大腦如何學習、記憶、創造，以及人類的自我意識從何而來」，這兩個領域發展的進程與細節跟科幻作品當然不會一模一樣，但是在大方向上，「科學」與「科幻」實在有驚人的相似之處，最後兩個領域也有可能交會在同一點上。

看看社群網站的自動審查機制，以及電子商務網站的推薦系統，極權國家用來監控人民的社會科技體系，「不具人形的機器人」正逐漸接管我們的生活。也許在我們的有生之年，就可以看到這些科幻名作中的情節在現實世界中發生，至於人與機器人之間的關係，是對抗、共生、還是融合？人類社會未來的流向，仍然掌握在人類手上嗎？再不嚴肅思考這個問題，或許很快就會來不及了。