基于意会知识的机器人仿生体系结构研究.pdf

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1、342010，46(1)ComputerE，l昏neeringandApplications计算机工程与应用基于意会知识的机器人仿生体系结构研究王作为，张汝波WANGZuo—wei，ZHANGRu—bo哈尔滨工程大学计算机科学与技术学院，哈尔滨150001DepartmentofComputerScienceandTechnology，HarbinEngineeringUniversity，Harbin150001，ChinaE-mail：wangzuowei@126．comWANGZuo-wei．ZHANGRu-bo．Research

2、Ollrobotbiomimeticarchitecturebasedontacitknowledge．ComputerEn酉一neeringandApplications。2010．46(1)：34-36．Abstract：Anewrobotarchitectureclassificationispresentedintermsofknowledgerepresentation，whichclarifiestheimportanceoftacitknowledgeresearchinrobotarchitecture．Arobotbi

3、omimeticarchitecturebasedonproceduralmemoryandepisodicmemoryisproposedusingtheresearchresuhofcognitivepsychologyandcognitivescience，andeverymoduleinthisrobotarchitectureisdesignedindemil．Intelligentbehaviorcallemergetotallybyusingexperienceknowledgewithoutpriorknowledgei

4、nthisarchitecture．Thisarchitecturemimicsanimal’flcognitiveprocess，andendowstherobotwiththeabilityoflearninginrealtimeandadaptation．Keywords：biomimeticarchitecture；knowledgerepresentation；tacitknowledge摘要：首先根据知识表征对现有体系结构分类，明确了意会知识在机器人体系结构研究中的地位。借鉴认知心理学、认知科学中的研究成果，给出基于程序记忆

5、和情节记忆的仿生体系结构，并对该体系结构的各模块详细设计。该体系结构在不需要先验知识的情况下，完全利用经验获得智能行为，模仿了动物的认知过程，使机器人具备更好的实时学习能力和自适应能力。关键词：6-生体系机构；知识表征；意会知识DOI：10．3778／j．issn．1002—8331．2010．01．011文章编号：1002—8331(2010)01—0034-03文献标识码：A中图分类号：TP242．61引言智能机器人的体系结构是定义系统各部分之间相互关系和功能分配、确定信息流通关系和逻辑上的计算结构【lJ。机器人要想在非结构化的、未

6、知的工作环境中自主地完成复杂的工作任务，建立合适的体系结构是首要的问题。现有的体系结构分类是依据感知、规划、行为三者的关系来划分的，粗略地分为慎思型、包容型和混合型三大类。传统分类方法主要从信息流动的角度进行分析，但是对机器人智能的组织和实现方式没有明确说明，具有相同信息流向的同一类体系结构，可能由于信息表示和处理方法的不同而在功能上有明显差异，适用于不同的任务与环境，这一缺陷在混合式体系结构中体现得尤为明显。机器人是模拟人类认知过程的研究载体，知识表征(knowledgerepresentation)的方式决定了系统如何存储、利用和获

7、取知识。因此把知识表征作为机器人体系结构的分类依据是有其理论意义的，并且可以把智能的产生过程和学习因素引入到体系结构中。利用知识表征对机器人体系结构分类，给出基于意会知识的机器人仿生体系结构，并对其各模块进行设计。2面向知识表征的体系结构研究2．1知识及知识表征机器人的知识是指在机器人感知能力之外的，与环境相关的物理结构和系统的行为和预测能力。机器人要想在环境中行动，需要各种各样的知汉，例如：空l’日J知识、物体知识、感知知识、决策知识、自身状态知识以及意图知识阁。那么机器人系统是以何种方式来存储这些知识的呢?人类的认知发展经历了感知一

8、运动表征(sensofimotorre—presentation)、意象表征(imageryrepresentation)、符号表征(sym—bolicrepresentation)三个阶段131。其中利用