最近，美國麻省理工學院的科學家發明了一種微型機器人，只有人類卵細胞那么大，內含二維材料制成的電子線路，可以附著在膠質顆粒上。這與影視作品和大多數人想象中的以人類形象出現的機器人大相徑庭。
其實，機器人的形態可謂五花八門，主要由其功能和用途決定。人形機器人最為常見。英語中的“機器人”一詞，源于捷克作家卡雷爾·恰佩克1920年創作的科幻舞臺劇《羅薩姆的萬能機器人》，原意為“勞役”或“苦工”。這代表了人類最初對機器人的想象，希望有一種聰明的機器來代替人進行艱苦、危險或枯燥的工作。由于人類對人形機器人具有天然的親近感，所以商場、銀行、機場等場所的服務機器人，以及陪伴兒童的玩具機器人，大多是以人的形象出現。人類的最終夢想是制造出能以假亂真的人形機器人，可以像人一樣說話、行動甚至思考。
擬物機器人用途廣泛。在自然進化過程中，動物形成了與其生活場景相適應的外觀和形態。鷹擊長空、魚翔淺底，反映出特定的功能需要特定的形態作支撐。因此，科學家利用仿生學原理，模仿動物的外觀與構造，開發出適用于不同場景的自動化工具和設備。可視為機器人的無人機是鳥的形狀，蛟龍號載人潛水器具有魚類的外形，波士頓動力公司的“大狗”機器人則模仿了狗的樣子，能夠作為戰場運輸設備。
專業用途的機器人更強調功能性，外形不是主要考量的因素，樣子也就千奇百怪。例如，機械臂是工業機器人最常見的形態，可以接受指令，高精度地執行分揀、焊接、金屬切削、噴漆等各種復雜工作；用于貨物搬運的agv機器人是以小車的形態出現；上述麻省理工學院制造的微型機器人，可用于工業管道的檢測和人體健康的診斷。
如果把人工智能看作機器人的一種，機器人還能以無形的狀態存在，代替人類的腦力勞動。人工智能系統依賴功能強大的處理器、深度學習算法和海量數據，在多數情況下其功能不是在本地，而是在云端實現的。當我們使用搜索引擎或手機語音助手時，我們的指令會通過電腦、手機等終端設備，經由網絡發送到云端的服務器進行處理，處理結果最后再反饋回終端。電腦、手機不被認為是機器人，真正的人工智能系統是以虛擬的、數字化形態存在的。
機器人在現實中的形態受制于技術發展水平和制造成本。例如，視覺、聽覺、觸覺、說話、跳躍是人類與生俱來的能力，但對機器人而言卻難度很高，涉及多個學科尖端技術的集成。隨著科學技術的進步，機器人的形態越來越豐富，對人、動物的模仿也會越來越逼真。但是高度仿真往往需要付出高昂成本，在許多情況下，用戶更看重功能而不是形態，因此機器人研發機構和生產企業通常只開發擬人、擬物機器人，并不追求極致的逼真和顏值。

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