【正文】 對機(jī)器人的控制與操作。在設(shè)計制作之后，機(jī)器人無需人的干預(yù)，能夠在各種環(huán)境下自動完成各項擬人任務(wù)。機(jī)器人世界杯的中型組比賽中使用的機(jī)器人就屬于這一類型。適應(yīng)性是指它可以實時識別和測量周圍的物體，根據(jù)環(huán)境的變化，調(diào)節(jié)自身的參數(shù)，調(diào)整動作策略以及處理緊急情況。由于全自主移動機(jī)器人涉及諸如驅(qū)動器控制、傳感器數(shù)據(jù)融合、圖像處理、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等許多方面的研究，所以能夠綜合反映一個國家在制造業(yè)和人工智能等方面的水平。智能機(jī)器人的研究從60年代初開始，經(jīng)過幾十年的發(fā)展，目前，基于感覺控制的智能機(jī)器人(又稱第二代機(jī)器人)已達(dá)到實際應(yīng)用階段，基于知識控制的智能機(jī)器人(又稱自主機(jī)器人或下一代機(jī)器人)也取得較大進(jìn)展，已研制出多種樣機(jī)。初級智能機(jī)器人和工業(yè)機(jī)器人不一樣,具有象人那樣的感受,識別,在一定范圍內(nèi)自行修改程序,雖然還沒有自動規(guī)劃能力,但這種初級智能機(jī)器人也開始走向成熟,達(dá)到實用水平.,具有感覺,識別,推理和判斷能力,同樣可以根據(jù)外界條件的變化,修改程序的原則不是由人規(guī)定的,而是機(jī)器人自己通過學(xué)習(xí),完全獨立的工作,。問題不光在于計算機(jī)的運(yùn)算速度不夠和感覺傳感器種類少，而且在于其他方面，如缺乏編制機(jī)器人理智行為程序的設(shè)計思想。制造“生活”在具有不固定性環(huán)境中的智能機(jī)器人這一課題，近年來使人們對發(fā)生在生物系統(tǒng)、動物和人類大腦中的認(rèn)識和自我認(rèn)識過程進(jìn)行了深刻研究。作為組織智能機(jī)器人進(jìn)行符合目的的行為的理論基礎(chǔ)，我們的大腦是怎樣控制我們的身體呢？純粹從機(jī)械學(xué)觀點來粗略估算，我們的身體也具有兩百多個自由度。大腦——我們的中心信息處理機(jī)“不屑于”去管這個。這很像用高級語言進(jìn)行程序設(shè)計一樣，只要指出“間隔為一的從1～20的一組數(shù)字”，機(jī)器人自己會將這組指令輸入詳細(xì)規(guī)定的操作系統(tǒng)。把一個大任務(wù)在幾個皮層之間進(jìn)行分配，這比控制器官給構(gòu)成系統(tǒng)的每個要素規(guī)定必要動作的嚴(yán)格集中的分配合算、經(jīng)濟(jì)、有效。在完成這樣或那樣的一些復(fù)雜動作時，我們通常將其分解成一系列的普遍的小動作 （如起來、坐下、邁右腳、邁左腳）。同樣的道理，知覺過程也是如此組織起來的。學(xué)習(xí)能力是復(fù)雜生物系統(tǒng)中組織控制的另一個普遍原則，是對先前并不知道、在相當(dāng)廣泛范圍內(nèi)發(fā)生變化的生活環(huán)境的適應(yīng)能力。可見，適應(yīng)能力這種現(xiàn)象，在整個生物界的合乎目的的行為中起著極其重要的作用。先設(shè)計一個帶有三個小平臺的T形迷宮，試驗動物位于字母T底點上的小平臺上，誘餌位于字母T橫梁兩頭的小平臺上。但是，在通向誘餌的路上埋伏著使它不愉快的東西：走廊兩側(cè)裝著電極，電壓以某種固定頻率輸進(jìn)這些電極之中，于是跑著經(jīng)過這些電極的動物便受到疼痛的刺激——外界發(fā)出懲罰信號。實驗中，如果一邊走廊的刺激概率大大超過另一走廊中的刺激概率，那么，動物自然會適應(yīng)外界情況：反復(fù)跑幾次以后，動物朝刺激概率低、痛苦少的那邊走廊跑去。如老鼠就更快地選擇比較安全的路線，并且在懲罰相差不大的情況下自信地選擇一條比較安全的路線，其它作試驗的動物是帶著不同程度的自適應(yīng)性來體現(xiàn)這一點的，不過，這種能力是參加試驗的各種動物都具有的。建立機(jī)器人控制的等級——首先是在機(jī)器人的各個等級水平上和子系統(tǒng)之間實行知覺功能、信息處理功能和控制功能的分配。所以，等級自適應(yīng)結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)首先是為了提高機(jī)器人控制的質(zhì)量，也就是降低不定性水平，增加動作的快速性。因此算法的各司其職使人們可以在不定性大大減少的情況下來完成任務(wù)。人們根據(jù)機(jī)器人的智力水平?jīng)Q定其所屬的機(jī)器人代別。因此，它有廣泛的感覺系統(tǒng)、智能、模擬裝置（周圍情況及自身——機(jī)器人的意識和自我意識）第三章 智能機(jī)器人的發(fā)展歷史近百年來發(fā)展起來的機(jī)器人，大致經(jīng)歷了三個成長階段，也即三個時代。第一代機(jī)器人屬于示教再現(xiàn)型，第二代則具備了感覺能力，第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具有感覺能力，而且還具有獨立判斷和行動的能力。這一階段的機(jī)器人只有“手”，以固定程序工作，不具有外界信息的反饋能力。第二階段的機(jī)器人具有對外界信息的反饋能力，即有了感覺，如力覺、觸覺、視覺等。目前在工業(yè)上運(yùn)行的90%以上的機(jī)器人，都不具有智能。 圖2 第二代機(jī)器人第三代機(jī)器人是智能機(jī)器人，它不僅具有感覺能力，而且還具有獨立判斷和行動的能力，并具有記憶、推理和決策的能力，因而能夠完成更加復(fù)雜的動作。智能機(jī)器人在發(fā)生故障時，通過自我診斷裝置能自我診斷出故障部位，并能自我修復(fù)。ASIMO是目前最先進(jìn)的仿人行走機(jī)器人。早期的機(jī)器人如果直線行走時突然轉(zhuǎn)向，必須先停下來，看起來比較笨拙。此外，ASIMO還可以握手、揮手，甚至可以隨著音樂翩翩起舞。同時。一個是正確地吸收飛躍和著陸時的沖擊，另一個是防止高速帶來的旋轉(zhuǎn)和打滑。實現(xiàn)機(jī)器人的奔跑，要在極短的周期內(nèi)無間歇地反復(fù)進(jìn)行足部的踢腿、邁步、著地動作，同時，還必須要吸收足部在著地瞬間產(chǎn)生的沖擊。 ②、防止旋轉(zhuǎn)、打滑。克服旋轉(zhuǎn)和打滑，成為在提高奔跑速度方面所面臨的控制上的最大課題。由此，ASIMO實現(xiàn)了時速達(dá)3km/h的像人類一樣的平穩(wěn)奔跑。另外，人類在奔跑時，雙足懸空的時間(跳躍時間)。 (2)自律性的連續(xù)移動技術(shù) 通過地面?zhèn)鞲衅鳙@得的周圍環(huán)境信息和預(yù)先錄入的地圖信息等，ASIMO能夠在步行的同時修正路線偏差，途中無需停歇地直接移動到目的地。 (3)配合人的活動而連貫活動的技術(shù) ASIMO通過頭部視覺傳感器、手腕部位新增加的腕力傳感器等檢測人的動作，可以進(jìn)行物品交接，或配合人的動作而握手，而且能夠朝著手被牽引的方向邁步等，實現(xiàn)了與人相配合的動作?？烧{(diào)整步伐來保持上半身的平衡，還可旋回、8字行走。這項新的雙腿行走技術(shù)使得機(jī)器人的行走更加具有靈活性，使ASIMO更順暢和更自然地行走。正是由于有了iWALK技術(shù)，ASIMO可以實時地預(yù)測其下一個移動動作并提前改變其重心。因此，可以向多個方向順暢地行走。 ②自動修正位置。通過搭載的多個傳感器，可自行判斷和區(qū)分信息，對周圍的環(huán)境作出反應(yīng)，同時自動調(diào)整傳感器的感應(yīng)度，獲得穩(wěn)定的環(huán)境信息。 視覺傳感器：通過眼睛攝像機(jī)進(jìn)行連續(xù)拍攝，對人類輪廓特征進(jìn)行識別，根據(jù)前后數(shù)據(jù)進(jìn)行真實性判斷，準(zhǔn)確地識別對面的人類。紅外線傳感器可探知距離腳尖2米外的地面及障礙物，CCD攝像機(jī)可根據(jù)地面上的標(biāo)識和光澤度調(diào)整閃光燈，準(zhǔn)確修正外界圖像信息。③使用道具 交遞托盤：通過頭部的眼睛照相機(jī)和手腕上的力度感應(yīng)器，可以檢測出人類的行動，實時地交接、接納托盤等物品。當(dāng)推車遇到障礙時，ASIMO還會自行減速并改變行進(jìn)方向，直線或者轉(zhuǎn)彎推車。另外，ASIMO還可以識別聲音的來源，當(dāng)你叫它時，它還會把頭轉(zhuǎn)向你的方向，看著說話的人來交流。用攝像機(jī)追蹤人的行動、跟著人步行、感知到人的接近并打招呼，等等。不僅僅可識別聲音指令，也可以使別人的自然動作并作出反應(yīng)。(姿勢識別) ＊人伸出手時會握手。(動作識別)等等。＊人或其他移動的障礙物突然出現(xiàn)在面前時會停下來，離開后繼續(xù)步行。 音源識別：特定音源位置的能力有了提高，另外可識別人的聲音和其他聲音。 ＊看著說話的人的臉進(jìn)行回答。 面部識別：人和ASIMO即使都在移動之中也可以識別面部。 ＊可識別十個人左右等等。 ＊可向個人計算機(jī)終端傳送客人來訪的通知，并可直接傳送來訪者的面部圖象。 和因特網(wǎng)的連接： 可根據(jù)聲音指令在被詢問到新聞和天氣時，可以從因特網(wǎng)獲取信息進(jìn)行回答等等。人或