仿生机器人体系结构的研究的论文


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仿生机器人体系结构的研究的论文

作者：佚名点击数：更新时

间：2007-12-30 【字体：小大】

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关键词：仿生机器人体系结构摘要：针对非结构化的、未知的工作环境要求，提出了一种适用于第四代仿生机器人的仿生式体系结构，阐述了仿生拉制的思想与原理，实现了代与代之间的反射式行为控制向本能式行为控制的进化和本代内由懊思式行为控制向反射式行为控制的学习升华，弥补了基于懊思式AI和基于反应式AI的两种模型的不足，可使机器人具备良好的主动学习和自适应能力。机器人正在由第三代智能机器人向第四代仿生机器人发展和迈进。非结构化的、未知的工作环境，复杂的、精巧的、高难度的工作任务和对于高精确度、高灵活性、高可靠性、高鲁棒性、高智能性的目标需求是仿生机器人产生和发展的客观动力。当前仿生机器人的研究主要集中在运动方式、执行方式、感知方式、控制方式、信息加工处理方式、组织方式等几方面，并且已经取得了初步的成绩。本文将主要从机器人体系结构的角度出发来研究和建立控制逻辑、信息处理两方面的仿生。 1、生物控制逻辑与信息处理 1.1 生命的控制与行为参照低级到高级的各种生命形态，从控制逻辑和信息处理的角度来看，我们可以把生命实现各种技巧与能力的控制方式分为以下四种： (1) 本能式行为控制，是指生命生来就有的由大脑皮层以下的神经中枢参与即可完成的一种比较低级的神经活动，这种能力在生物学上称为先夭性本能。 (2) 反射式行为控制，是指生物出生以后在非条件反射的基础上，在大脑皮层的参与下经过一定的过程积累对直接的物理信号所形成的一种高级的神经活动。 (3) 慎思式行为控制，是指具有语言中枢的高级生命体对由具体信号抽象而来的语言、文字所产生的反应，这种反应多发生在具有社会属性的高级生命体和智能体之间。 (4) 社会式行为控制方式，是指具有语言中枢的高级生命体对抽象的语言、文字信号所产生的反应，这种反应多发生在具有社会属性的高级生命体之间，这种控制方式以抽象的语言文字为信息载体和传递介质，以多生命体或智能体间的社会机制为协调、制约和竞争的控制策略。 1.2 对生命行为机理的假设本文提出如下假设： (1) 生命的四类行为本身没有明确的范围，而是具有模糊的界限(如图1所示)。生命行为类别LBT A：本能式行为 B：反射式行为；C：慎思式行为；D：社会式行为图1 生命行为的模糊属性示意图 (2) 生命的四类行为之间没有固定的区别，而是处于动态的变化。 (3) 本能式行为不是该种生命产生时便己具有，而是由反射式行为经多代的自然选择进化(或退化)而来。 (4) 反射式行为以本能式行为为基础，由生物个体经多次慎思式行为的积累才逐渐建立和形成，也可以取消和去除。 (5) 社会式行为的产生和执行虽然以生物的本能行为和反射行为为基础，但是却可以在某种程度上超越本能行为和反射行为而具有最高的控制级别。以上是对生命的基本行为机理的假设和解释，并以此作为人工智能和仿生机器人进一步研究的理论基础。 2、几类机器人体系结构机器人体系结构，就是指为完成指定目标的一个或几个机器人在信息处理和控制逻辑方面的结构方式。 2.1 基于功能分解的体系结构基于功能分解的体系结构在人工智能上属于传统的慎思式智能，在结构上体现为串行分布，在执行方式上属于异步执行，即按照“感知一规划一行动”的模式进行信息处理和控制实现。以美国国家航天局和美国国家标准局所提出的NASR人MtI〕为典型代表。这种体系结构的优点是系统的功能明了.层次清晰，实现简单。但是申行的处理方式大大延长了系统对外部事件的响应时间，环境的改变导致必须重新规划，从而降低了执行效率。因此只适合在已知的结构化环境下完成比较复杂的工作。本新闻共4页,当前在第1页 1 2 3 4