第 24卷第 6期
2003年 12月
哈 尔 滨 工 程 大 学 学 报
Journal of Harbin Engineering University
Vo1.24 N0.6
Dec.2003
智 能 机 器 人 体 系 结 构 分 类 研 究
刘海 波 ,顾 国 昌 ,张 国印
(哈 尔滨 工程 大学 计 算机科 学与技 术 学 院,黑龙 江 哈 尔滨 150001)
摘 要 :智 能 机器 人体 系结 构 传统 的 分类 方法 已不能 确切 区分 新 涌现 的各 类体 系 结构 .给 出了智 能 机 器人 体 系
结构 的定 义 并提 出新 的分类 方 法 ,依据 智 能机 器人 系统 的智能 、行 为 、信 息 、控 制 的时 空分 布模 式 沿 着体 系 结 构
发展 的时间线索 归 纳 出 7种 典型 的体 系结 构 :分层 递 阶结 构 、包容 结 构 、三层 结 构 、自组织结 构 、分 布 式结 构 、进
化控 制 结构 和社 会 机 器人结 了构 ,并分析 了各 类 体系结 构 的特 色 之处 .给 出的分 类依 据能 够 更全 面 细致地 刻 画
智 能机 器人 体 系结 构 的特 征 ,从 而清 晰地 界定 各 类体 系结 构 ,这 有助 于智 能 机器 人体 系结 构 的分 析 与设计 .
关 键词 :智能 机 器人 ;体系结 构 ;时空 分 布模式
中图 分类 号 :TP24 文 献标 识 码 :A 文章 编 号 :1006 7043(2003)06—0664—05
R esearch on classification of intelligent robot architectures
LIU Hai—bo.GU Guo—chang.ZHANG Guo-yin
(School of Computer Sc ience and Technology,Harbin Engnneering University,Harbin 150001,China)
Abstract:The traditional classification of intelligent robot architectures iS not enough to discrim inate all
kinds of new arisen architectures.T his paper presented the definition of intelligent robot architectures and
their new classification,The seven representative architectures were summarized and analysed by time:hier—
archical,subsumption,three—layer,self—organizing,distributed,evolutionary control and social robot archi—
tecture,in terms of the spatial—tem poral distributing mode of intelligence,behaviors,inform ation and co n—
trol of the intelligent robot system s.The class ification criterion appeared in this paper can describe intelli—
gent robot ar chitectures m ore roundly in detail so that all kinds of architectures are differentiated clearly,
which is helpful for the analysis and design of intelligent robot architectures.
Key words:intelligent robot;architecture;spatial—tem po ral distributing m od e
智能机 器人体系结 构指 一个智能机器人 系统
中的智能 、行为 、信息 、控制 的时空分 布模式 .体 系
结构是机器人 本体 的物 理 框架 ,是 机 器人 智能 的
逻辑载体 ,选 择 和确 定合 适 的体 系结 构是机 器人
研究 中最 基 础 的并 且 非 常关键 的一 个 环 节 .
近 年 来 ,随 着 社 会 学 _l J、组 织 学 J、行 为
学 、生 物 学 、心 理 学 [ 、进 化 计 算[ 、智 能
体 _8 等 理论 和思 想 的 引入 ,智能 机 器 人体 系 结
构 的研究 成果 层 出不穷 .如仅 靠 传统 方 法—— 基
于认知和行 为的分 布模 式 (即根据 机 器人 对外 界
环境 的刺激采用不 同的决策 、推理 、响应 的方式 ),
将智 能机 器人体 系结 构划 分 为分 层递 阶 (慎 思 )、
包 容(反应 )和混合结 构 3大类 |l ,已不能准 确地
反应新 涌 现 的各 类 体 系结 构 的特 色 .20’世 纪 90
年代 以来 的智能机器人体 系结 构几乎都是基于慎
思/反应 (或 称 基 于功 能/行 为 )的混 合 结 构 ,这 样
不加区别 的笼 统称 呼 为混合 结 构 ,不利 于体 系结
构 的分析 和设 计 .
本文 系统 地总结 了 20多年 来 智能 机器 人体
系结构 的研 究成果 ,以智能机器人 系统的智能 、行
为 、信 息 、控 制 的时 空分 布 模式 作 为新 的分 类 标
准 ,沿时 间线索 归 纳 出 7种 典 型结 构 :分 层 递阶结
构 、包 容结 构 、三层 结 构 、自组 织结 构 、分 布 式 结
构 、进化控制结构 和社会机器人结 构 .
1 分层递 阶结构
Saridis在 1979年 提 出 ,智 能 控制 系统 必 然是
分层递 阶结 构 ,其 分层 原 则 是 :随 着 控制 精 度 的
收 稿 日期 :2003—07—11.
作者简 介 :刘海 波 (1976一),男 ,博 士研究 生 ,主要研 究方 向 为多智 能体 系统 、机器 人智 能
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