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人工智能在机器人领域的研究与应用.docx
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人工智能在机器人领域的研究与应用
人工智能在机器人领域的研究与应用
1 研究背景
人工智能的研究领域分支许多,从研究角度来分有三大分支:知
识工程、模式辨别与机器人学。此刻社会,很多以机器人为题材
的电影遇到人们的喜欢,如《异形》,《终结者》,《银翼杀手》等。
这些电影也表现出人们对机器人领域的重视。“机器人”一词发
源于捷克语,意为逼迫劳动力或奴隶。这个词是由剧作家 karel
capek 引入的,他虚假创作的机器人很像 frankenstein 博士的
怪物-化学和生物学方法而不是机械方法创建的生物。但此刻流
行文化中的机械机器人和这些虚假的生物创作物没多大差别。基
本上,一个机器人包含:机械设施,如能够与四周环境进行交互
的车轮平台、手臂或其余结构;设施上或四周的传感器,能够感
知四周环境并向设施供给实用的反应;依据设施目前的状况办理
传感输入,并依据状况指示系统履行相应动作的系统。在制造业
领域,机器人的开发集中在履行制造过程的工程机器人手臂上。
在航天工业中,机器人技术集中在高度专业的一种行星闲步者
上。不一样于一台高度自动化的制造业设施,行星闲步者在月亮
黑暗的那一面工作-没有无线电通信,可能碰到不测的状况。起
码,一个行星闲步者一定具备某种传感输入源、某种解说该输入
的方法和改正它的行动以响应改变着的世界的方法。其余,对感
知和适应一个部分未知的环境的需求需要智能(换句话说就是人
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工智能)。参军事科技和空间探究到健康家产和商业,使用机器
人的优势已经被认识到了这种程度 - 它们正在成为我们集体
经验和平时生活的一部分。它们能把我们从危险和乏味中解脱出
来。智能机器人自己能够认识工作环境、工作对象及其状态,依
据人赐予的指令和自己的知识,独立决定工作方式,由操作机构
和挪动机构实现任务,并能适 应工作环境的变化。智能机器人
只需告诉它做什么,而不用告诉怎么做。它共有四种基本功能,
分别是:(1)运动功能,近似于人的手、臂和腿的基本功能,对
外界环境施加作用。(2)感知功能,获取外界信息的功能。(3)
思想功能,求解问题的认识、判断、推理的功能。 (4)人机通信
功能,理解指示,输出内部状态,与人进行信息沟通的功能。智
能机器人是以一种“认知——适应”方式进行操作的。有名的机
器人和人工智能专家布拉迪(brady)曾总结了机器人学目前方对
的 30 个难题,包含传感器、视觉、灵活性、设计、控制、典型
操作、推理和系统等几个方面,指出了机器人学当 前急需解决
的难题。只有在这些方面有所打破,机器人应用和机器人学才能
更适应社会的要求,成为开发人类智力的帮手。今日,在仿真人
各样外在功能的各个方面,机器人的设计都有很大的进展。此刻
有一些科学家在研究怎样从生物工程的角度去研制高传神度的
仿真机器人。目前的机器人离人们心目中的能够做各样家务活,
不辞辛苦,并会推测主人心思的所谓“机器佣人”的目标还相去
甚远。由于机器人所表现的智能行为都是由人早先编好的程序决
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定的,机器人只会做人要他做的事。人的创建性、意念、联想、
见机而作以致临机能断等都难以在机器人身上表现出来。要想使
机器人融入人类的生活,看来仍是比较遥远的事情。
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2 有关理论研究现状
2.1 理论 1 机器学习
2.1.1 描绘
机器学习在人工智能的研究中拥有十分重要的地位。一个不拥有
学习能力的智能系统难以称得上是一个真实的智能系统,可是过
去的智能系统都广泛缺乏学习的能力。比如,它们碰到错误时不
可以自我校订;不会经过经验改良自己的性能;不会自动获取和
发现所需要的知识。它们的推理仅限于演绎而缺乏概括,所以至
多只好够证明已存在事实、定理,而不可以发现新的定理、定律
和规则等。跟着人工智能的深入发展,这些限制性表现得更加突
出。正是在这种情况下,机器学习渐渐成为人工智能研究的中心
之一。它的应用已遍布人工智能的各个分支,如专家系统、自动
推理、自然语言理解、模式辨别、计算机视觉、智能机器人等领
域。此中特别典型的是专家系统中的知识获取瓶颈问题,人们向
来在努力试图采纳机器学习的方法加以战胜。 目前,已有很多
不一样的机器学习方法。可将这些学习方法中表现的基本学习策
略总结为机械式学习、指导式学习、类比学习、概括学习、解说
学习五种。
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