从动态建立机器到机能建立机器人.doc

本科生毕业设计 翻译资料 中文题目： 从行为机器人到 目的机器人 英文题目： From behaviour-based robots to motivation-based robots 学生姓名： 许金鹏 学 号： 班 级： 140201 专 业：机械工程及自动化 指导教师： 呼咏 从行为机器人到目的机器人 摘要：市场上儿童和家庭娱乐机器人的出现实际上创建了目的机器人的新类型，人们提出了不同类型机器人框架结构的分类方法。目的机器人的框架结构分为系统发育和个体发育体系。本文描述了一种用于特殊试验装置的试验性框架，试验结果表明机器人和环境的相互作用可以产生新动力。装有个体发育结构的目的机器人可能为新一代个体机器人的发展奠定基础。 关键字：联合学习，发展，娱乐机器人，行为机器人，目的机器人 引言 被制造设计出来的娱乐机器是能与人相互交流，这种交流主要是在以下几个水平：从选择一系列设定好的行为到独立的能力和自动的行动。娱乐机器人通过触觉，开关和声音识别模块获得行为指令。据报道，最尖端的机器人能通过与特定环境的相互作用而产生一种独特的特性。经过一系列发展阶段后，机器人吸引大大了消费者，此外，这类机器人在一定程度上必须能表达感情，如高兴、悲伤、气愤和吃惊。娱乐机器人很精细而且能够独立探测到它周围的环境：这些机器人在与它们个体历史的关系中得到了发展，我们把这一类机器人定义为基于目的的机器人，因为它们的目的是重新创建生物体的机能结构。现在，从行为机器人到动力机器人的时代已经到来了。 最近，在神经系统学和机器人学方面，以什么作为动力的问题的问题得到了研究，人们从一个更全面的学科构架研究这一问题。我们提出了一种技术方法在不需要很大构架的机器人身上建立动力，基于行为的机器人利用设计时安装在它们体内的固定“动力”电路。甚至那些能够学习新行为的系统也必须照设计时编好的一定程序而行，例如，如果一个机器人必须学习用手臂触及一个给定的目标，它就会根据预定的“动力”来学习移动。相反，基于动力的机器人必须能够在设计时不具有的动力驱动下执行操作，但是这种动力通过与环境的相互作用来获得。例如，一个像上一代数码相机这样“智能”电子装置就能执行一大系列的“智能”任务：它依据光线选择最好的指令，为了选择最佳曝光、焦距和一大系列相关的参数，它把复杂的程序应用于每个指令。它是根据环境改变自己的行为以得到最佳的结果。然而，无论在一个长途旅程中它的内存存储了什么程序，它的行为都不会改变。任何外部环境都不能改变它的内在初始设计的程序指令。另一种可能的选择就是，如果一个三岁的孩子进行同样长的旅程，他/她可能会有变化。他/她或他/她周围发生的事是会改变的不仅仅是他/她的记忆，将来的发展，内在准则及未来可能改变他/她的事件的发生的方式也会改变，三岁孩子和数码相机之间的媒介，就是一种典型的人造神经网络来执行指令，如语言识别程序，这是一种灵敏的仪器，它能识别一般男性或女性发出的正常的声音。它存储了每个人的声音，改变它的内部参数来学习如何提高它的执行能力。这样他们的性能就比相机优良：发生在他们周围的事可以改变他们的行为。如果我们以两个不同个体使用的不同的语音识别程序为例，他们的不同点在于：每一个都由他自己专门的声音。另一方面，如果我们以两个不同摄影师使用不同的相机为例，他们是完全是一样的。甚至是典型的人造神经网络也缺少某些东西：他们的目标是一样的。他们的经历是部相互依赖的但是他们不改变目标。另一方面，一个的三岁孩子随时都有可能有新的目标。经历会改变他/她的行为和准则。 从前面的例子可以很清楚的看出基于目的的生物和基于行为的生物存在明显的差异。在下面的章节会详细描述这种差异，同时会提出一个人造生物的备用结构。 一只小野鸭在印刻作用之前不知道它妈妈的样子，然而自从它在有利条件下看到妈妈，它就有强烈的目的再看母鸭一次。在这种印刻作用之前，对任何一种可见目标都不感兴趣，但是之后小野鸭很快就试图把母鸭形象锁定在它的视野之内。这个目的就是“把母鸭的形象锁定在视野之内”，它下面的行动就是为了使这件事尽可能频繁的发生。如果那只独特的雌鸟没有把自己展现给小野鸭，幼鸟可能对它就不会产生任何兴趣。如果一个不同的形象代替真正的母鸭展现给幼鸭，假如是Konrad Lorenz的面孔，幼鸟将会试图最大限度的“把Konrad Lorenz的面孔锁定在视野之内”。更复杂的行为方式都是基于已发生事件（目的）的重复这一观念。Peter与Susan共度一美好的夜晚，因此他再次邀请她就是为了重复这一美好的经历。Mary在威尼斯度过了一美好的时光，所以她