智能机器人智能的实现

SHANGHAI UNIVERSITY

课程论文

COURSE PAPER

课程名称：智能制造技术基础与发展

课程号: 0900Y047

授课教师：

学号: --------

姓名：西木小卒

所属：社区学院

智能机器人的智能的实现

西木小卒

（-------- 社区学院）

摘要智能机器人是一种可以代替人的高端自动化装备。本文侧重于讨论智能

机器人控制部分，梳理了各种智能控制理论；并围绕着智能是什么，智能控制怎么实现的这两方面展开了陈述。

关键词智能机器人/智能控制

Abstract The intelligent robot is a kind of advanced automatic equipment that can take place of human. This article concentrates on the control of the intelligent robots; summarizes different theories of intelligent control and put a statement about what the intelligence is and how to achieve it.

Keywords Intelligence Robot/Intelligent Control

引言

20世纪40年代计算机的发明和50年代人工智能的出现开辟了利用智能机器代替人类从事脑力劳动的新纪元，从此我们不单单满足于身体从劳动中的解放，我们开始致力于脑力劳动的“机械化”。同时以智能控制为出发点探索智能机器人智能的研究就显得很有意义。

一、智能控制的实现

首先要说明一下，智能控制是人工智能，控制理论，计算机科学等学科发展和融合的结果，智能机器人是它的一个很好的使用领域，笔者正是在这样的背景之下讨论智能实现的。

考虑到智能机器人的关键技术是信息集成与协调，以及智能机器人面临的动态，不确定，非结构化的工作环境，这就要求智能机器人对环境有较好的感知能力与自制能力，与之相应的是其控制系统能够处理复杂任务，即实现控制的智能化。下面是笔者在参考相关文献后，按照控制系统的作用原理给出的分类供读者参考。

（1）递阶控制系统

递阶智能控制系统是在研究早期学习控制系统的基础上，从工程控制论的角度总结人工智能与自适应，自学习，自组织的控制关系后形成的。其中萨里迪斯提出的控制方法最具影响力，其控制智能是根据分级管理系统中十分重要的“精度随智能提高而降低”的原理而分级分配的。

（2）专家控制系统

蔡自兴教授根据Feigenbaum教授对专家系统的定义做出如下定义：专家系统是一个智能计算机的程序系统，内部包括某领域大量专家的知识和经验，能够利用人类专家知识和解决问题的经验方法来处理该领域的高水平难题。也就

是说，专家系统是一种程序系统，可看作某领域专家的经验模型，是对某领域专家经验的综合。然后专家系统与工程控制论结合就形成了专家控制系统，这种控制系统为故障诊断，过程控制，解决工业控制难题等问题提供了一种新的方法。

（3）模糊控制系统

该系统基于模糊逻辑推理，模仿人类思维具有模糊性的特点，对难以建立精确数学模型的对象实施的一种规则性控制。它一方面提供一种实现基于知识的甚至语言描述的控制规律的新机理，另一方面提供改进非线性控制器的替代方法，这些非线性控制器一般用于控制含不确定性与难以用传统非线性控制理论处理的装置。

（4）学习控制系统

学习控制系统是一个能在其运行过程中逐步获得受控过程及环境的非预知信息，积累控制经验，并于一定评价标准下估值，分类，决策与不断改进系统品质的自动控制理论，它是对人类学习功能的一种模仿、

（5）神经控制系统

其基本思想是从仿生学角度对人脑的神经系统进行模仿，使机器人具有人脑那样的感知，学习与推理等智能。由于其拥有并行计算，非线性处理能力，通过训练获得学习能力以及自适应能力等一些适合控制的特性与能力，该系统适用于复杂系统，大系统和多变量系统与非线性系统的控制。

（6）仿人智能控制系统

此系统原形算法由周其鉴等人在20世纪80年代提出。他们认为：应将对人脑的宏观结构模拟与对人控制器的行为功能模拟结合，仿人智能控制的研究应从分层递阶智能控制的最低层次（运动控制级）着手，直接对人的控制经验，技巧，以及各种知觉推理过程进行测辨，概括和总结，汇编成各种简单实用，精度高，鲁棒性强，能实时运行的控制算法，用于实际控制系统。

（7）网络控制系统

即在网络环境下实现的控制系统，是指在某个区域内一些现场检测,控制及操作设备和通信线路的集合，可供设备之间的数据传输，使该区域内不同地点的设备和用户实现资源共享和协调操作。

（8）集成智能控制系统

集成智能控制系统能够集合智能控制方法等的长处，弥补各自的短处。

笔者经分析后粗略地提炼出了上述智能控制理论大致的共同点：智能控制在某种意义上说是控制系统具有“人”的智能，即仿生或拟人。另外上述各种方法都只能单方面或多方面但不全面地阐述能体现智能特点的控制行为（尽管有些智能控制系统已经能很好解决生产生活中的问题）。

笔者认为现阶段智能控制下的智能机器人可能并不是在真正模拟人的智能行为，因为我们的关注点是外部智能行为及智力活动带来的功能，而并非是为实现某种功能而实施的全部智能行为。其模拟程度一方面取决于采用的相应智能控制理论对于真实智能模型的约简与仿真程度，另一方面需要考虑智能机器人需要完成的任务目标是人为设定的，所要求解问题本身可能就左右着其控制模式的确定，况且产业化的智能机器人就是向实际需求靠拢的。（比如智能制造业，这就要讨论智能是否可以和高效率划等号的问题了，即我们追求的最高效率与最智能是否是一的问题）