本书是一本以机器人学、人工智能知识为中心内容的长篇科普小说。通过形象与连续的故事和插图，介绍了机器人的发展历史、基本结构与分类，涉及其在工矿业与农林业、空间与海洋探索、国防与安保、医疗卫生、家庭服务、文化娱乐、教育教学等方面的应用，介绍了“机器人化”智能制造工厂、未来宇宙开发和星际航行及其发展方向等。此外，还展望了其他一些新技术或潜在高新技术的未来应用。

蔡自兴，IEEE院士和IEEE终身院士（Fellow）、国际导航与运动控制科学院院士、纽约科学院院士、联合国专家，中南大学信息科学与工程学院教授、博士生导师，湖南省自兴人工智能研究院首席科学家。首届全国高校国家级教学名师奖、吴文俊人工智能科技奖成就奖、徐特立教育奖、宝钢全国优秀教师奖特等奖获得者。历任第八届湖南省政协副主席和全国政协第九届和第十届委员会委员，兼任中国人工智能学会副理事长及智能机器人专业委员会创会主任、IEEE计算智能学会评奖委员会委员和IEEE CIS进化计算技术委员会委员等。已在国内外编著出版专著和教材50多部（版），发表论文1000余篇，他引数万次。主持国家级精品课程、精品资源共享课程、国家级教学团队等国家教育部质量工程项目8项。是我国人工智能、智能控制、机器人学诸学科的学术带头人之一，被誉为“中国人工智能教育第一人”“中国智能机器人学科创始人”“中国智能控制奠基者”。

故事开始前
一 机器人造反新闻惊天下
二 全媒体记者团应邀考察
三 迎宾晚会人机同歌共舞
四 博物馆内探梦寻根溯源
五 机器人国际记者招待会
六 产业铁军
七 九天探星
八 四洋测海
九 国防利器
十 安保勇士
十一 生命卫士
十二 家务能手
十三 娱乐明星
十四 教学新秀
十五 机器人峰会迎甲子华诞
十六 星际旅行第一站
十七 飞往红矮星
十八 迈向机器人新时代
尾声
后记
蔡自兴主要著作目录

蔡自兴教授和翁环老师
用半年多时间共同完成了新
作——长篇小说《探秘机器
人王国》，邀请我为该科普
作品作序，因而我能够先睹
为快，感到由衷的高兴。
蔡自兴教授既是我的“家
门”老友，又是我从事机器
人学研究的知心学友。他35
年来坚持机器人学和人工智
能研究开发及人才培养，为
我国机器人学和人工智能学
科的发展做出了公认的杰出
贡献。例如，2000年，他
主编的《人工智能及其应用
》（第二版）获得了国家教
育部科技进步奖一等奖，
2002年他的《机器人学》
（第一版）获评全国高校优
秀教材一等奖，2014年他
荣获了中国人工智能科技最
高奖——吴文俊人工智能科
学技术成就奖，2016年他
因“对进化优化和智能机器
人学的贡献”而当选为美国
电气与电子工程师学会会士
（IEEEFellow）。他撰写出
版了50多部（版）包括机器
人学和人工智能在内的科学
技术著作，已累计发行70多
万册，拥有数百万高层读者
；他在国内外发表了上千篇
论文，已被他引数万次，并
荣登2017年国际“科睿唯安”
高被引科学家榜单。用“著
作等身”来形容他，是名副
其实。
在机器人学和人工智能
人才培养方面，蔡自兴教授
也是硕果累累。从事高等教
育60年来，他在教育园地辛
勤耕耘，先后培养了近200
位博士和硕士，为成千名研
究生和上万名本科生讲授过
人工智能、机器人学和智能
控制等课程，这些工作已被
誉为蔡自兴教授的“百千万
教育工程”。他的学生分布
在祖国的天南地北，足迹遍
布世界五大洲，赞扬他是“
桃李满天下”，并不夸张。
更为难能可贵的是，这
样一位在智能科技领域德高
望重和桃李满天下的科学家
，还经常关注科普教育，关
心青少年的成长。他在百忙
中挤出宝贵的时间，为青少
年做科普报告，从事科普创
作，撰写科普小说和科普文
章，普及机器人学和人工智
能知识，培养广大青少年对
科学技术的兴趣。长篇小说
《探秘机器人王国》的出版
就是他对科普教育的另一个
新贡献。
我于2001年在福州举行
的中国人工智能学会智能机
器人学术研讨会上初识翁环
老师，她深厚的中国语言文
学功底给我留下了深刻印象
。翁老师是中国语言文学科
班出身，长期从事中学语文
教学和学生管理工作，忠于
职守，爱生如子，精于教学
，教书育人成绩斐然，曾担
任中学副校长兼教育主任等
职务，是一位优秀的教育工
作者，受到学生和家长的爱
戴，曾获得湖南省湘潭市先
进工作者和中南工业大学优
秀党员等荣誉称号。她也十
分关心科普教育，撰写过一
批科普文章，还与蔡自兴教
授合写过科普中篇小说一部
，为青少年科普教育做出了
贡献。
蔡自兴、翁环伉俪合作
完成了《探秘机器人王国》
，我开始阅读后就爱不释手
，被深深吸引，并留下了十
分深刻的印象。这是一部以
机器人学和人工智能为题材
的科普长篇小说，具有显著
特色。
首先，这部作品反映时
代要求，适应时代需要。它
的写作与出版反映了机器人
学与人工智能科技发展的历
史与现实，是人类科学技术
进入人工智能与机器人时代
的必然要求，适应了时代的
需要。读者通过阅读本书，
能够增进对机器人和人工智
能的了解，激发从事高新科
技研究的热情，提高献身我
国机器人科技事业的积极性
。
其次，这部作品的趣味
性强，可读性好。书中通过
连贯有趣的故事、通俗易懂
的描写和丰富多彩的插图，
深入浅出地介绍了机器人在
各行各业和千家万户的应用
，通篇不乏感人泪下的精彩
故事和生动情景；全书内容
小学高年级学生基本上能够
看懂，中学生读了也会爱不
释手，大学生更是值得一读
，相信各行各业的从业人员
都能够读懂，而且会读得津
津有味。
再次，这部作品的科学
性与普及性统一。本书内容
立足于机器人学和人工智能
的基本知识，科学性很强；
即使是架空的时间和背景，
也不是凭空创作，而是有充
分的科学依据和科学预测，
是将来能够“梦想成真”的现
实。要把深奥的高新科技知
识用通俗易懂的笔法介绍给
公众，并非易事。本书作者
通过讲故事的形式展示了机
器人科技的崭新应用及其科
学内涵，实现了科学性与普
及性的统一，使读者在休闲
中接受科技知识的熏陶，感
受到学习的乐趣。
最后，本书的内容系统
全面，几乎涉及机器人学的
所有领域。从书中可以感受
到千千万万的、各种各样的
机器人已在工业、矿业、农
业、林业、航天、海洋、国
防、安保、家务、医疗卫生
、文化娱乐、教育教学、宇
宙航行和星际探测等方面获
得日益广泛的应用，正在进
入各行各业和千家万户，为
国民经济的快速高质发展、
人民健康与幸福，以及社会
和谐与进步竭诚服务。阅读
本书，如同观看各路机器人
军团精彩缤纷的大阅兵，犹
如身临其境与各类机器人零
距离接触，拥抱“机器人王
国”各种憨态可掬的机器人
。
机器人化的热潮已席卷
神州大地，中国机器人学和
机器人产业的发展任重道远
，充满希望，我们需要培养
高素质机器人学和人工智能
入才，发展机器

本书密切联系实际，适当加入了一些科学预测知识，故事情节生动，图文并茂，寓知识性、趣味性和娱乐性于一体，是广大青少年、大中小学生、中小学教师、机器人和人工智能产业园科技与工作人员以及从事科技与产业管理的政府与企业人员的课外阅读佳作，也是对机器人感兴趣的公众值得一看的好作品。

《探秘机器人王国》的
故事即将圆满收官。我们想
从故事里走出来与广大读者
讲几句心里话。
机器人学和机器人技术
已经对人类做出全面和重大
的贡献，并将在机器人新时
代为人类做出新的、更大的
贡献。新时代开发深空星球
的大事，也可以交给机器人
大军去完成。它们堪称“一
不怕苦，二不怕死”的典范
，愿意为人类赴汤蹈火，出
生入死，竭诚为人类服务。
人类在近代发展工业和
农业的过程中，对地球自然
资源的过度开发日益加剧，
给地球的自然环境，也是我
们人类和各种生物的生态环
境造成严重破坏，并对人类
和其他生物的生存和发展构
成极大威胁。有鉴于此，一
些人类学家、未来学家、理
论物理学家、理论天文学家
和航天学家提出人类寻找“
第二个地球”和向其他“宜居
星球”移民的主张。
为了实现这个“飞天”美
梦，科学家和工程师们已经
进行了近一个世纪的奋斗，
已对月球、火星和其他一些
行星以至恒星开展了深入的
探测，力求揭开宇宙星球的
面纱，认识“庐山”真面目。
然而，太空探索的进展是十
分有限的，与人类的梦想目
标相距甚远。由于行星与我
们地球难以想象的遥远距离
、航天器飞行速度的限制、
人的寿命不能终身不老及其
繁衍条件限制、机器人的生
命周期及制造条件限制和能
源的局限性等，人类的星际
航行和星际移民在可以预见
的未来是难以实现的。人类
要想实现光速或超光速飞行
，几百年后也不一定能够实
现。即使用光速飞行，要到
达太阳系外星球也要数百年
甚至数万年。
此外，至今并没有证实
那些“宜居”星球存在人类赖
以生存的各种自然条件，如
人类呼吸所需的空气、氧气
、生活用水、适当的大气层
与大气压、适宜的星球表面
温度等。这些与未来人类星
球移民性命攸关的条件不是
几年、几十年、几百年就能
够解决的。要将一个“不毛
之地”变成人类宜居的另一
个地球，谈何容易！
我们并不想奉劝人类学
家、未来学家、理论物理学
家和理论天文学家们以及有
志的太空探险者们放弃探索
和移居系外星球的航天美梦
，只是想提醒普通百姓不要
对星际旅行和星球移民想入
非非，那不是我们这些人考
虑的现实问题。人类在可以
预见的将来，恐怕是找不到
“第二个地球”的。有的科学
家认为，“再过15亿年，地
球也不会进入一个特别疯狂
的阶段”，只要人类不使用
核武器等极端手段毁坏她，
就仍然可以继续在地球上生
存与发展。只要全人类齐心
协力，已经恶化的地球生态
环境也是可以修复与重建的
。
马歇尔·萨维奇在《星际
移民》一书中曾经预计，按
照目前的人口增长率计算，
大约还有1440年，地球的
人口密度就将达到饱和。不
过，星际移民也面临着很多
问题，目前的科技水平也不
可能为人类星际移民提供可
靠的保证。人类想要在地球
没有毁灭之前移民到其他星
球，必须首先保护好地球。
通过对移居“宜居星球”
的研究与探讨，我们深深地
认识到：在那种“宜居”条件
得到满足之前，地球上的普
通百姓，应该脚踏实地面对
现实，把咱们地球的事情办
好。我们要爱护自己的地球
母星，爱护地球家园里的绿
水青山和一草一木，保护地
球生态圈内所有的生灵与环
境，不要再干那些过度开发
地球的蠢事，不要再做各种
破坏大自然生态环境的恶行
。
地球为我们人类提供了
无法复制与再次发现的生存
环境，我们应该感到幸运，
从而珍爱与保护地球环境。
中国的绿色发展理念和构建
人类命运共同体的主张应当
成为世界各国的共识与行动
纲领。不久前，有专家提醒
：地球上还有许多没有开发
的地方，如果对地球进行一
些保护性开发，比如把沙漠
改造成绿洲，还是值得支持
的。开发沙漠这类地区要比
开发月球和火星容易和经济
得多！沙漠的条件再差，也
要比已经发现的“宜居星球”
好上十倍、百倍、千倍！
作者
2017年12月7日

如今生活在地球上五大洲四大洋的人类——70多亿地球人，在力图维护地球村繁荣与安宁的同时，还创造出了神奇的机器人。当然，人类也面临着克隆人的挑战和外星人的威胁。这4种人：地球人、机器人、克隆人和外星人，能否和谐共处，是我们地球人高度关注的“头等大事”。其中，机器人是已经出现在地球人身旁的现实，让我们先来看看机器人有哪些神秘之处。
“机器人王国”的神奇和诡异，曾经让无数青少年憧憬和向往。“大雄与机器人王国”曾被大家津津乐道。该动画电影的故事大意是：
少年主人公大雄为了拥有一种宠物机器狗，擅自从“哆啦A梦”的空间袋订购了很多机器人。没想到却将另一个星球的机器小孩也牵连进来。由于这个机器小孩严重受伤，只有把他送回原来的星球才能得救。于是大雄和他的伙伴们决定护送这个孩子回去。这个机器人王国本来是人类与机器人和平共处的世界，但是在艾德姆国王因拯救机器人而身亡后，继位的珍娜女王受王国司令官铁斯塔的挑拨，下令要把机器人改造为只听从人类使唤的奴隶。铁斯塔打算利用珍娜，实现篡夺这个王国权力的阴谋。最终在大雄等人的全力协助下，人类与机器人共创了“机器人王国”的和谐家园。
日本长崎曾经打造出全球首座“机器人王国”主题游乐园，使用超过200台机器人为游客服务，成为世界首家全机器人化的游乐园，吸引众人关注。游客们可以坐在游乐园的移动机器人上体验驾驶快感，或欣赏机器人带来的歌舞表演。在这座游乐园的“怪异餐厅”，无论店长、总厨，还是调酒师，都由机器人担任。“机器人馆”内还设有可以与机器人一同嬉戏和制作机器人的活动项目，在“机器人商店”里更是有琳琅满目的机器人商品供人选购。人们把这座机器人主题游乐园当作了一个“机器人王国”。
一些对机器人技术颇有研究的专家认为，“机器人王国”是人们对国际机器人科技专业化组织“国际机器人学联合会”的尊称。国际机器人学联合会成立于1987年，是一个非营利的专业化组织。该联合会每年在不同国家的不同城市举办一次国际机器人学研讨会，并在研讨会期间举办国际机器人展览。国际机器人学联合会以推动机器人领域的国际研究、开发、应用和合作为己任，已成为一个国际机器人技术领域权威的国际组织。该组织的主要活动包括：对全世界机器人技术的使用情况进行调查、研究和统计分析，提供主要数据；主办年度国际机器人学研讨会和国际机器人展览会；协作制定国际标准；鼓励新兴机器人技术的研究与开发，促进机器人技术的应用和传播。在联合国的花名册上，它是一个非政府组织，还是每年对全球机器人市场进行广泛统计并出版统计报告的唯一组织。国际机器人学联合会已成为世界范围内机器人技术的主要代表，将它称为“机器人王国”，当之无愧！
还有一个“机器人王国”曾是对日本工业机器人生产的美称。长期以来，日本的工业机器人生产台数和装机台数都居世界各国之首，因而获得“机器人王国”的美誉。在20世纪90年代至21世纪初期，日本的工业机器人年生产台数占世界年生产总台数的50%以上，最高时达60%以上。许多国家都从日本进口各种工业机器人，用于汽车制造等自动化生产线。不过，近年来，日本“称霸”世界工业机器人市场的局面已不复存在。早在15年前，中国就已成为国际工业机器人的最大市场。
现在请大家跟随我们造访“机器人王国”，倾听各种各样的有趣的机器人故事，观察用于各行各业和进入千家万户的形态各异的机器人，与这些神奇的机器人零距离接触，探索“机器人王国”的奥秘吧！
P2-5