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机器人发展关键问题研究

2016-10-27 07:55| 发布者: kuaixw| 查看: 131| 评论: 0

摘要:   0 引言  目前,机器人已经在工业和服务等领域发挥着重要的作用,但大多数机器人需要在结构化的环境中才能发挥作用,其主要原因在于机器人的智能化水平还比较低,尚不足以在复杂的未知环境中自主地进行有效的工 ...
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  0 引言

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  目前,机器人已经在工业和服务等领域发挥着重要的作用,但大多数机器人需要在结构化的环境中才能发挥作用,其主要原因在于机器人的智能化水平还比较低,尚不足以在复杂的未知环境中自主地进行有效的工作。随着现代社会的发展,资源问题、环境问题和人口问题越来越突出,需要机器人有较高的智能,能更好地融入到人类的生活中,在与一般人(不仅是专家)交互的各种活动中,完成一些需要高智能活动的工作。同时,人工智能技术、数据挖掘技术等新技

智能拖地机器人,云鲸 NARWAL

  1 高智能机器人应具有的3种能力

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  机器人具有机器和人两种属性。提高机器人的智能化水平就是开发机器人的人的属性,即机器人自行感知环境_自行进行思维活动-+自行进行动作。机器人要能在复杂的未知环境中自主地进行有效的工作,需要经历由外控到自治的转变,即机器人要能对感知到的信息进行加工提炼并得到正确的决策,然后及时采取合适的行动;应提高决策的可靠性和正确性,即机器人能对自身及周围信息进行有效的提取,获得关键信息,并进行推理,形成规律性的认识,从不确定中探求确定性,要具有预见性;高智能机器人还需要具备良好的人机沟通能力,以提高与人类交互的协调性。机器人的自治能力、预见能力和人机交互能力是相互关联、相互促进的,如图1所示。

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  2 提高机器人智能水平的途径

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  行为是产生结果的最直接最明显的因素,目前,基于行为的机器人学已经成为机器人学研究的主流。基于行为的机器人学的一个重要议题是如何建立高效的行为选择机制来协调机器人产生合理、连贯并能体现出智能的行为心1。其中基于优先级的方法是一种具有代表性的基本行为选择机制。

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  基于优先级的行为选择机制是Brooks日1在Subsumption体系结构中实现的,如图2所示,图中S为包容。该机制中包含了若干不同层次的行为模块,底层模块封装了机器人最基本的能力;高层次的模块封装了较高级的功能。为解决机器人执行任务时不同行为之间可能引发的冲突,Subsumption采取了给行为赋予优先级的方法,即高层次行为具有较高的优先级,当其被触发时就会包容低层次行为的输出。

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  基于优先级的行为选择机制是一种固定的行为参数和行为模式,在面临复杂多变的环境中无法选择最合适的行为来完成任务。因此机器人必须具备学习能力,通过与真实环境的交互不断完善行为选择机制。

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  行为的产生源于决策,决策是基于对规则准确全面的把握和执行,本文作者提出了基于对规则挖掘和学习来提高机器人智能化的途径,并以机器人评判试卷的优劣来说明。

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  假定一份合格的试题应该遵循以下3条规则:

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  规则l:一份试题总分100分;

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  规则2:试题类型不少于3种;

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  规则3:每个大题总分不超过35分。

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  机器人很容易遵循上面的3条规则对试题进行评判。

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  在遵循以上3条规则的基础上,增添了新的规则。

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  规则4:超过20分的大题中如果由若干小题组成,如果这些小题是相互关联的,则是不合格试题。

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  显然,机器人对规则4的理解和运用就需要具有较高的智能,机器人需要对考题知识点之间的关联度进行分析比较,最终做出决定。

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  一般来讲,一份好的试题,为了保证区分度,既要考查全面,又要有一定的难度。同时,更要考虑有利于大多数学生水平的发挥。机器人形成“试题要有利于大多数学生水平发挥”的观点就需要更高层

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  次的智能,这属于规律性的认识。有了这样的认识,机器人在评判试题的优劣时,就能增加决策的包容性、全面性和准确性。

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  综上所述,机器人的智能可以通过对规则的学习和挖掘来不断提高。

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  机器人的开发利用,主要归功于人类通过思维能力对客观世界及客观规律的创造性加工利用。机器人的发展必然经历一个从低级到高级的渐进的过程。在此过程中,必将伴随着人和机器人的互相学习、互相促进和互相协作。

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  3 机器人技术的发展和应用引发的社会问题及对策

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  机器人的发展引发的社会问题主要有:①机器人具有人和机器的优点,使得机器人可能直接威胁人类的安全;②机器人的广泛应用会给社会就业造成较大的冲击;③人类过度地依赖机器人,导致人与人缺乏足够交流的机会,很可能会引发心理问题。

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  因此,应从以下几方面来采取措施:

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  (1)人和机器人的总体关系应是主从关系。人与机器人协同工作时,要进行人与机器人功能的合理分配。

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  (2)要不断把机器人的应用领域向深度推进。要加强对工人和技术人员的继续教育和培训,也就是说,我们应该更加广泛地分享可以利用的就业机会。

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  (3)对机器人的使用要加以规范,以保障人的身体和心里健康。总之,要群策群力,提前规划,尽早找到应对可能发生问题的对策。

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