人工智能机器人

黄 山 人类的智能 , 是指人类所具有的记 忆 、思考 、观察 、 想象 、 学习 、 推理及发明 、 创造等认识世界与改造世界的能力 。 很 久以来 , 人类就企盼能造出具有这种能力 的机器 。 但是 , 在电子计算机问世之前 , 这些愿望还不过是些纯粹的幻想 。 然而 , 随着微电子 、 光电子技术的飞速发展 , 人 工智能技术也一步步变为现实 。 智能机器人的发展史 , 可以追溯到 世纪 年代 。 那时 , 捷克有位著名剧 作家雷尔 · 查培克写了一部名叫《罗沙姆 万能机器人公司 》的寓言剧本 , 在剧中 , 着 重描写了一个叫 “ 罗伯特 的 既听话 、 又勤奋的机器人 。 在捷克语中 , 是 “ 农奴的仆役 ’ 的意思 , 英语 是由其衍生而来 。 该剧上演后 , 引 起人们极大的兴趣 , 于是就把“ 罗伯特 ”作 为机器人的代称 。 现代机器人是带有电 脑的“ 罗伯特 ” , 当然已从幻想剧的角色变 成了真实的事物 。 如今 , 无论工业机器 人 , 还是军用机器人 , 尽管在机能和形态 上都与人相差甚远 , 但已大大不同于一般 的自动化机器 , 而是具有一定思维能力 , 动作灵活 , 自由度比较高 达六维以上 , 工作程序易于调整 , 作业功能可适当扩充 的高级智能机器人 。 世界上第一个实用型机器人 年 在美国诞生 。 从那以后 , 各种类型和用途 的机器人已多达百种 , 数量足有上千万 。 年 , 在日本举行的 ‘ 国际科学博览会 ” 上 , 日本展出了具 有能效仿演员 、 琴师 、 棋手 、 雕刻 、 导游 、 举重 、 焊接等不同智 能的机器人 , 令人叹为观止 。 日本在机器人领域的发展水平 , 立即引起各国关注 , 纷纷加紧研究 、 试制 , 并使机器人应用范 围越来越广 , 逐步由制造业而扩展到非制造业 , 如水下作业 、 空间活动以及核工业 、采伐 、救灾 、服务行业等 。 现代机器人从技术角度分析 , 可划分为三代 第一 代 示毅 再现 工 业 机 器 人 这种机器人是目前世界各国机器人生产中最典型的产 品 , 被广泛应用于众多工业部门 。 ‘ 示教再现工业机器人 ” , 实际上是由人将作业的各种操 作要求 , 通过示教盒 、 示教手柄等示教手段 , 教会机器人 。 机 器人把这些作业要求 、 动作 、 规定等用记忆存贮器记忆下来 , 然后使机器人接到再现指令后 , 能按人 “ 教 ”给它的那些作业 动作重复再现 。 这样 , 经过一次示教 , 即可反复动作 , 如需更 换作业任务 , 只要重编程序 、另行示教即可 。 通常一个机器人 可存放百种以上作业的动作编写程序 , 并可随意调用和更 新 。 这种机器人最重要的特点是具有记忆功能 , 经过一次示 教 , 便会牢记不忘 , 无限重复这个动作 , 且准确 、 可靠 、毫不走 样 。 第 二 代 塞 于传 感器 擂 公钓 离傲 偏程 工 业 机 器 人 这种机器人主要是用以扩大对工作环境的适应能力 。 所 谓传感器 , 就是用人工方法制成的能感知外界信息的人造器 官 。 其工作原理就是让某种智能装置能按一定规律 , 将各种 被控测件的检测量转换成便于处理的物理量 。 电子计算机要 进行 “ 思维 ’ 活动 , 必须通过传感器收集各种信息 。 这类机器 人固然比第一代显得先进 , 但其传感信息却少而窄 , 不能满 足机器作业的多重要求 。 为着向具有多重传感功能 、 更为先 进的机器人方向发展 , 第二代机器人便成了一种厉史过渡的 产物 。 第 三 代 智能 机器 人 经过较长时期摸索和改进 , 在第三代机器人身上即开始 《安徽科技 》 年第 期 黄 山 “ 科学始于问题 ” 。 科学研究的过程 , 就是解答科学问题 的过程 。 解答问题 , 首先要理解题意。 所谓题意 , 就是问题所 给定的条件和要求达到的目标 。 科学问题的题意 , 就是科学 问题 中所包含的该问题所要研 究的对象 , 以及其答案的可能 范围 , 也即科学问题的预设 。 科学问题 的题意取决于它的预 设 , 因此 , 理解科学问题的预设便是进行有效科学研究的前 提 。 预 设本是 自然 语 言逻辑的一 个基 本概念 , 是指在交 际过程 中 , 交际双 方共同接受的事实 或命题 。 例如“ 请问 合 肥 的包公祠在哪 儿 ” 这个 问题 , 就含 有这样一 些预设 提问者知道合肥有包公祠 提问者 不知道包公祠在哪儿 提问者希望知道包公祠在哪儿 提问者相信被提问者知道包公祠在哪儿等 。 那 么 , 要分析科学问题的预设 , 我们首先必须弄清楚科 学问题的结构 。 因为 , 科学问题的预设总是载负在科学问题 的结构之中的 。 我们知道 , 从语 言形式上说 , “ 问题 ” 有很 多种形式 , 诸 如 “ 是什么 问题 ” 、 “ 怎么样问题 ” 、 “ 为什么 问题 ” 、 “ 是否问 题 ”等等。 但是 , 所有这些形式 , 在集合概念下 , 通过等价转换 方式 , 都可 以归约为一种形式 , 即“ 是什么问题 ” 。 因为 , 所有 的问题 , 在答案上都可 以用集合 是 。 、 、 。 ⋯ ⋯ 来表示 的。 至于“ 是什么 问题 ” , 在结构上可 以将其解构为三 个要素 即问题 的指向 、 问题 的疑项和问题 的解答域 。 问题 的指向 , 就 是问题 的研 究对象 。 问题的目标 , 就是要对指向的对象进行 研究。 例如 , 在“ 燃素的比重是多少 ” 这个问题 中 , ‘ ’ 燃素的比 针誉研丸 装有多种传感器 , 使其不但能识别作业环境 , 而且在接受指 令后 , 又能自行编程 、自主地完成相应职责 。 智能机器人是人 工智能发展到高级阶段的结果 , 实质上是通过高级智能计算 机的控制 , 能感知环境 、 自主决策和灵活动作的类似人的 “ 思 维 ”和“ 行动 ”的高级机器人技术 。 智能机器人一般具有控制 、 操作 、 运动 、 感觉和思维等 种功能 。 其中感觉功能是最复杂的功能之一 , 必须有多重传 感器和多重受感器 。 所谓“ 思维 ’功能 , 是指能自动完成决定 、 规划任务 、 控制动作和解释传感器数据的功能。 上述种种功 能 , 主要是依靠智能计算机对文字 、 图象及语言的识别 、 处 理 , 输出服务信息 , 实现人一机对话 , 达到机器人能看 、会听 、 善讲和自动感受环境的目的 。 我国在 ‘ 计划 ” 中 , 始终把 “ 智能机器人 ’ 列入自动技 术领域的重点主题 。 经过一再努力 , 已取得令人满意的进 展 。 我国的目标是在 年能研制出适应恶劣环境条件的 移动式机器人 、 水下无缆智能机器人及智能装配机器人等 。 在全国范围 , 业已建立了 个机器人技术研究网点 , 部署了 种型号机器人阶段性产品研制任务 , 即水下无缆 、 壁面爬行 检查 、 核工业用遥控移动作业 、 防核防化移动侦察及精密装 配机器人等 。 其中壁面爬行 、双足步行 、全方位四步行等原理 样机或试用样机 , 已由有关大学和科研机构研制出来 , 基本 达到国际上 世纪 年代的水平 。 如果说 世纪 年代是工业机器人大发展的年代 , 那 么 年代则是各种各样机器人全面增长的时期 。 根据智能 机器人新的发展趋向 , 沽计在 世纪 , 机器人将越来越多地 进入家庭 , 直至成为家庭 “ 缺之不可的成员 ’ 。 《安徽科技 》 年第 期