它正平稳而安静地从厨房走过来。当我放下过夜包，转身想问我的朋友杰克时，它悠闲地踱进了门厅。我能感觉到杰克眼角余光在观察我，期待着我的反应，而他的新玩意儿停在我们身边，用两条细细的机械腿站着，双手背在身后，两只四指的手交握在一起。它比普通人矮小，身姿灵活，丝毫没有威胁感——我能把它打倒。它的脸不是人类的，但也不是电器的脸。而且，就像一个合格的管家一样，它——或者他说？——谦恭地鞠了一躬。
机器人管家来了。它正在全球的大学实验室和政府研究中心被一块一块地开发出来。一些科学家正在设计灵巧的手指；一些科学家则专注于创造敏感而坚固的人造皮肤。日本和德国的一些研究团队，以及康奈尔大学和马萨诸塞州尼德姆市的小型奥林学院，正在努力解决让机器有效地在两条腿上行走这一极其困难的问题。然后还有制造机器人大脑的问题，赋予机器那种可以控制四肢和手指、与家人和陌生人互动，并且可能最重要的是，能够烘烤出完美苹果派的人工智能。
当然，许多顶尖的机器人学家更关心眼前的实际问题，而不是家用机器人仆人的未来市场。例如，康奈尔大学的工程师安迪·鲁伊纳（Andy Ruina）制造会走路的机器人，是为了更好地理解人类的运动方式，并寻找在老年人腿部开始衰弱时提供帮助的方法。但其他人，比如卡内基梅隆大学的计算机科学家詹姆斯·库夫纳（James Kuffner）和奥林学院的工程师吉尔·普拉特（Gill Pratt），坚信如今分散的研究最终将汇聚成一个单一的平台——普拉特说，这台机器将能够割草，让我们摆脱繁琐的家务劳动：一个现实版的“ Rosie the Robot”。开发这种多任务、人形的机器需要在这五个关键领域取得突破：互动、运动、导航、操作和智能。幸运的是，在过去的几年里，这每一个领域都涌现了大量的研究和进展。
第一条路：互动
杰克（不出所料地）给这个机器人起了个名字叫“Jeeves”。Jeeves直视我的眼睛说：“你好。”一阵羡慕涌上心头，让我一时说不出话来。我听说过这些新的人形机器人，但它们远远超出了我的预算。“这位是格雷格，”杰克插话道，“他是我朋友。”“很高兴认识你，格雷格，”Jeeves用一种令人愉悦的低沉声音说，“我可以帮你拿包吗？看起来很重。”我考虑了一下。“当然。顺便给我拿瓶啤酒怎么样？”Jeeves歪了歪头。他机械的眉毛微微皱起。杰克重新组织了我的话：“格雷格想让你给他拿瓶啤酒。”
专家们一致认为，与机器人相处并不会太难。位于马萨诸塞州伯灵顿的iRobot公司首席执行官科林·安格尔（Colin Angle）表示，60%的Roomba吸尘器主人觉得与他们的机器人吸尘器感情深厚，甚至会给它们起名字（Jeeves和Rosie是最常见的）。对于更先进的机器，在新兴的人机交互领域工作的科学家们已经证明，看似微小的社交提示可以大大提高人们的舒适度。挑眉或者
歪头都能在很大程度上使人形机器人显得更像人类。而且，当我们不与人对视时会感到怀疑，所以机器人肯定会与我们目光交流。
这不会是空洞的凝视。机器人管家在遇到新面孔时，会扫描它，将肤色和显著特征与数字人脸库中的条目进行比对。如果机器人以前见过这个人，它就会知道。如果没见过，它可能会问陌生人的名字，然后存储这些信息，以便下次能以更熟悉的方式打招呼。
德国卡尔斯鲁厄大学的计算机科学家兼语言学家哈特维希·霍尔扎普费尔（Hartwig Holzapfel）已经在开发一个名为Armar-3的人形机器人，并为其注入了这种基本的交互功能。他说，下一个重大挑战将是创造出能够理解我们命令的机器人。翻译过程很可能始于一个语音识别系统，该系统会解析请求中的词语。然后，文本将与机器人内存中存储的短语库进行比较。如果短语过于晦涩，没有明显的匹配项，机器人可能会要求澄清。或者它可能会简单地表现出困惑的表情。最后，在说话者将命令翻译成可识别的指令后，机器人会识别出匹配项，从而激活一系列算法，启动它前往某个地方，比如冰箱。
然而，对一些科学家来说，这种程度的互动还不够深入。在麻省理工学院媒体实验室，认知科学家德布·罗伊（Deb Roy）和他的团队正在训练他们的机器人Trisk，通过将定义与经验联系起来，让它给词语赋予意义。例如，他们没有简单地将“重量”这个词的意思编程到Trisk的大脑中，而是让机器人举起物体来体验它们的相对重量。罗伊的工作可能会催生出能够理解我们说话内容的机器人——不是因为它们的CPU中编程了定义，而是因为它们可以将词语与自己的经验联系起来。
第二条路：运动
Jeeves把我的包放在衣柜里后，走向地下室，那里放着杰克备用的冰箱。“快去拿那瓶啤酒，”
我对着Jeeves喊道，开始享受起这个机器人仆人的感觉。Jeeves字面理解了我的命令——真是个笨蛋机器人！——然后加速跑了起来。它转过厨房的拐角，匆匆下到地下室的台阶，拿起一瓶啤酒，然后飞奔回楼上。
目前最著名的人形机器人，像迷你风暴兵的本田Asimo，能够跑步、爬楼梯，甚至跳草裙舞。而且因为它设计得不容易摔倒，所以很安全。但是，由于它每一个关节都装有电机来控制四肢的每一次运动，Asimo消耗能量巨大。它的电池续航时间可能只有30分钟；这不足以支撑一个晚宴。
然而，最近，机器人学家开始从另一个角度来研究双足运动。去年，几个协同工作的团队推出了模仿人类松散、自由摆动方式行走的机器。这些机器不是通过电机驱动所有运动并仔细校准每一步，而是让腿部运动更像钟摆。结果是走路的机器人效率更高。不幸的是，它们也不太稳定。康奈尔大学工程师安迪·鲁伊纳（Andy Ruina）领导的其中一个团队的负责人，很快批评了他团队的机器人：“它只能做一件事。它只能直线行走。甚至无法站起来。”
为了让人形机器人能够在家中奔跑而不会摔倒，并且在一次充电后完成家务，研究人员需要找到稳定性和效率之间的最佳平衡点。虽然一些机器人学家将人造肌肉——一种在电荷或激光脉冲作用下收缩或膨胀的材料——视为未来的解决方案，但新型、改进的驱动器可以提供更即时的解决方案。如果小型、耗电量更低的系统驱动Asimo的腿部，它就不需要经常跑到充电站。
第三条路：导航
Jeeves正抓着啤酒匆匆穿过厨房时，家里的狗，一只不停吠叫的梗犬，还没有适应这个新来的帮手，它堵在门口，不肯让路。机器人为了避免冲突，选择了另一条路线。它转过身，跨过一个儿童安全门进入家庭活动室，却遇到了雷区：杰克两岁的孩子散落的积木和毛绒玩具。Jeeves有项长期命令，需要捡起这些东西——除了吸尘、擦地、掸灰和洗碗——但啤酒是目前的优先任务。它小心翼翼地穿过房间，避开每一个玩具，然后把啤酒送了过来。
机器人学家之间对于机器人管家是否需要腿存在很大的争论，因为即使是轮椅现在也能爬楼梯，但双足行走也有一些明显的优势。轮式人形机器人可能需要在拥挤的房间里为自己清出一条路才能通过。而双足机器人可以小心翼翼地穿过去，也能跨越障碍物。
无论是走路还是滚动，机器人管家都需要找到自己的路。首先，它需要合适的硬件来感知障碍物。一些
科学家提倡为人形机器人配备激光测距仪、红外线、3D视觉等传感器——这些传感器可以提供房间内所有物体形状、大小和位置的详细、持续更新的360度模型。然后是一些纯粹主义者，他们认为人形机器人不应该拥有超越最直接人类等效能力的能力。这种观点在日本比在美国更常见，是一种对制造机器人的挑战的近乎哲学的追求。这个阵营认为，机器人管家应该用两条腿走路，因为人类就是这样做的，而不是因为腿比轮子更好。对这个群体来说，发射激光脉冲来估算物体距离，而不是像人类那样仅仅依靠双眼视觉，会削弱在机器中复制人类能力的努力。这相当于作弊。
詹姆斯·库夫纳（James Kuffner）在虚拟和真实人形机器人上都进行路径规划工作，他将机器人导航的决策过程比作下棋。穿过房间时，机器人会使用物体识别软件来帮助它判断哪些东西可以移开，哪些需要绕行——比如一个脚凳和一张大沙发。每一个潜在的步骤都会考虑长期的结果：到达房间的另一边。机器人会选择一条兼顾速度、安全和效率的路线，然后开始行走。同时，它会不断更新对环境的感知，检查是否有任何变化，并确保它选择了最佳路线。
第四条路：操作
在客厅里，Jeeves问是否还有其他要求。“晚饭什么时候准备好？”杰克好奇地问道。他和他的妻子米娅（Mia）很快就会回家，他们点了一道最喜欢的菜——蒜香橄榄油煎小牛肉。“七点，”Jeeves回答。在快速收拾好家庭活动室的杂乱后，Jeeves从冰箱里拿出食材开始准备。橄榄油放在炉子上面的橱柜里。Jeeves的手指和手掌覆盖着灵敏的人造皮肤，几乎就像第二双眼睛，当它伸出手，小心地用手指触碰瓶子，然后轻轻地抓住瓶颈把它拿起来。
自主操作——在不压碎或掉落的情况下抓取和研究未知物体——是一个不断发展的研究领域。它通过为机器人配备与环境互动和学习所需的工具来促进智能工作，但它也具有更基本的重要性。我们会希望我们的人形机器人能够推吸尘器、堆叠和清空洗碗机、开门，并使用刀具切大蒜和欧芹。要完成所有这些，它将需要双手。
NASA的Robonaut，旨在国际空间站执行维护和修理工作，拥有纤细、人造大小的手，能够使用各种工具。去年，东京大学的机器人学家开发了一种能够接住时速186英里（约300公里/小时）的球的手。这些都是重大进展，但机器人学家表示，操作的另一个关键部分是触感。“我们的皮肤是一个极其出色的传感器，”麻省大学阿默斯特分校的机器人学家奥利弗·布洛克（Oliver Brock）说道，他正在开发一种用于开门的手。
在麻省理工学院，机器人学家爱德华多·托雷斯-哈拉（Eduardo Torres-Jara）正在微调Obrero，这是一个只有一只手臂的机器人，它的指尖和手掌上有人造皮肤，不仅能感知施加在它身上的力的大小和方向，还能感知压力的方向。如果一瓶橄榄油开始从机器人厨师的手中滑落，人造皮肤会告诉机器人它正在如何掉落，并允许它在瓶子掉到地上之前重新抓住。
第五条路：智能
Jeeves摆好三人的餐桌后，宣布晚餐准备好了。杰克、米娅和我正在就私人飞行汽车的新空中交通法规进行轻松的争论。我刚坐下，Jeeves就俯身在我面前放下一盘热腾腾的食物。讨论中出现了一个短暂的停顿，于是我问Jeeves对这件事的看法。
家用人形机器人的智能程度究竟如何，仍然是一个悬而未决的问题。智能有两种基本方法：自下而上和自上而下。前者将涉及一个能够自主学习和进化的“人造大脑”，随着它的成熟而获得智能。可以推测，这种类型的管家最终会形成自己对飞行汽车交通法规的立场。
自上而下的人工智能，在美国的机器人实验室中很受欢迎，这是一种务实的做法，依靠专用的算法来指导机器人完成任务。拥有自上而下的“大脑”，机器人管家可能无法形成自己的观点。卡内基梅隆大学的库夫纳说，它更像是一台个人电脑。主人可能会从一个能够处理基本家务的缩减版本开始，然后像在PC上一样添加程序。不过，你下载的不是Photoshop，而是“烤火鸡”。
智能的争论最终可能会由消费者来决定。他们会更喜欢一个在被呼唤前保持沉默，只通过社交提示进行交流的Jeeves？还是他们会希望它能招待他们的朋友，并在他们年老时陪伴他们？这是一个在通往人形机器人未来的道路上，需要在某个关键时刻做出的选择。“我们越来越近了，”库夫纳说，他认为我们最迟在50年内就能拥有机器人为我们做饭。“所有技术都在逐年进步——而且速度很快。”
特约编辑格雷戈里·莫内（Gregory Mone）最近买了一台Roomba机器人吸尘器。
