人工智能基础与应用(高职)：包容体系结构与智能机器人PPT教学课件.pptx

第11课包容体系结构与

机器人技术人工智能基础与应用

【导读案例】马斯克造“人”在2021年的特斯拉人工智能日活动上，马斯克宣布，会在2022年推出特斯拉机器人TeslaBot的原型，代替人类去做危险的，重复的，无聊的任务。按照发布会上的描述，机器人身高1.73米，体重113斤半，可以抱起40斤的重量，或者硬拉起136斤的重量。为了让这个机器人动起来真的像人类，特斯拉用了40个机电执行器进行控制，机器人双脚可以像人类一样平稳行走，手部也像普通人类一样，拥有10个手指，可以灵活操作。包容体系结构的建立划时代的阿波罗计划包容体系结构的实现机器感知05机器人的概念06机器人的技术问题

11.1包容体系结构的建立01

11.1包容体系结构的建立在传统的计算机编程中，程序员必须尽力考虑所有可能遇到的情况并一一规定应对策略。无论创建何种规模的程序，一半以上的工作（软件测试）都在于找到那些处理错误的案例，并修改代码来纠正它们。几十年来，人们发明了许多工具来使编程更加有效并降低错误发生的概率。与1946年计算机刚问世时相比，编程无疑更加高效，但仍避免不了大量错误的存在。不论使用何种工具，程序员在编写程序时每百行间还是会产生数量大致相同的错误。这些错误不仅出现在程序本身及所使用的数据中，更存在于任务的具体规定中。倘若利用逻辑、规则和框架编写通用的人工智能程序，那么程序必定十分庞大，并且漏洞百出。

0102030405所谓“中文房间”建立包容体系结构

11.1.1所谓“中文房间”1980年，美国哲学家约翰·希尔勒进行了一项名为“中文房间”的思维实验，来证明能够操控符号的计算机即使模拟得再真实，也根本无法理解它所处的这个现实世界，以反驳强人工智能（机能主义）提出的过强主张，即所谓“只要计算机拥有了适当的程序，理论上就可以说计算机拥有它的认知状态以及可以像人一样地进行理解活动”。

11.1.1所谓“中文房间”假设某个只会说英语的人身处一个封闭的房间内，房间只在门上有一个小窗口，此人只带着铅笔、纸张和一大本指导手册（象形文字对照手册）。时不时会有画着不明符号的纸张被递进来，该男子只能通过阅读指导手册找寻对应指令来分析这些符号，并在此过程中写下大量笔记。最终，他将向屋外的人交出一份同样写满符号的答卷。被测试者全程都不知道，其实这些纸上用来记录问题和答案的符号就是中文，他完全不懂中文，无法识别汉字，但他的回答却是完全正确的。

11.1.1所谓“中文房间”被测试者代表计算机，他所经历的也正是计算机的工作内容，即遵循规则，操控符号。中文房间实验验证的假设，就是看起来完全智能的计算机程序其实根本不理解自身处理的各种信息。由于所有这些操作都是简单地执行程序的算法，这个程序的最终结果简单地给出了以中文提出的问题的正确答案。虽然被测试者根本不识中文，对所提问题讲的是什么也没有任何哪怕是最浅的概念，但只要正确地执行了那些构成算法的一系列运算——他用英文写的这一算法的指令，他就能和一位真正理解这一问题的中国人做得一样好。可见，仅仅成功地执行算法本身并不意味着对发生的事情有丝毫理解。

11.1.1所谓“中文房间”因此，仅仅执行程序的电脑本身并不具有智慧，虽然人们的共识是用通过图灵测试来定义智慧。尽管要制造出满意地通过这种检验的机器还比较遥远，但是即使它真的通过了测试，也还是不能断定其真有理解能力，即：用图灵检验来定义智慧还是远远不够充分的。

11.1.2建立包容体系结构希尔勒认为，该实验证明了能够操控符号的程序不具备自主意识。自该论断发布以来，众说纷纭，各方抨击和辩护的声音不断。不过，它确实减缓了纯粹基于逻辑的人工智能研究，转而倾向于支持建立摆脱符号操控的系统。其中一个尝试就是包容体系结构，强调完全避免符号的使用，不是用庞大的框架数据库来模拟世界，而是关注直接感受世界。

11.1.2建立包容体系结构包容体系结构不是一个只关注隐藏在数据中心中的文本的程序，而是实实在在的物理机器人，它利用不同的设备（传感器）来感知世界，并通过其他设备（传动器）来操控行动（见图11-4）。罗德尼·布鲁克斯曾说道：“这个世界就是描述它自己最好的模型，它总是必威体育精装版的，它总是包括了需要研究的所有细节。诀窍在于正确地、足够频繁地感知它。”这就是情境或具身人工智能，也是被许多人看做至关重要的一项创造，因为它能够建立抛弃庞大数据库的智能系统，而事实已经证明要建立庞大数据库是非常困难的。

11.1.2建立包容体系结构图11-4最早实现与人类情感互动的机器人Kismet

11.1.2建立包容体系结构包容体系结构建立在多层独立行为模块的基础上。每个行为模块都是一个简单程序，从传感器那里接收信息，再将指令传递给传动