仿生式體系結(jié)構(gòu)的思想原理

仿生式體系結(jié)構(gòu)的思想原理

從本質(zhì)上來講，慎思式智能、反應(yīng)式智能以及分布式智能，都是對生物控制邏輯和推理方式的一種借鑒和仿生，但由于客觀條件的限制和需求目的的局限，它們都只是從某一個角度和方向?qū)ι�物智能的一種片面的、局部的模仿。本文的仿生式體系結(jié)構(gòu)就是以前述的生物控制邏輯和行為推理為基礎(chǔ)，充分借鑒基于慎思式智能、反應(yīng)式智能和分布式智能等三種體系結(jié)構(gòu)思想的優(yōu)點(diǎn)與不足之處，針對目前機(jī)器人特別是未知環(huán)境下工作的移動機(jī)器人在控制體系結(jié)構(gòu)方面所存在的缺點(diǎn)和問題，提出一種具有適應(yīng)行為與進(jìn)化能力的新的控制思想與理念。

    其主要思想和原理如下：

    (1) 借鑒基于反應(yīng)式智能的行為分解思想，依據(jù)行為級別的高低將控制體系結(jié)構(gòu)化分為多個行為層；

    各行為層間(即行為劃分標(biāo)準(zhǔn))應(yīng)該是：

• 由被動的行為到主動的行為；
• 由基本的行為到復(fù)合的行為；
• 由低級的行為到高級的行為；
• 由反射式行為到目標(biāo)式行為；
• 由基于安全的行為到面向任務(wù)的行為；
• 由硬件直接實(shí)現(xiàn)的行為到需要復(fù)雜計(jì)算甚至是分布式協(xié)同計(jì)算的行為。

    (2) 借鑒反應(yīng)式智能的思想，在控制體系結(jié)構(gòu)中引人本能式行為控制層；

    (3) 借鑒生物的條件反射思想，在控制體系結(jié)構(gòu)中引人反射式行為控制層；

    (4) 借鑒慎思式智能的思想，在控制體系結(jié)構(gòu)中引人慎思式行為控制層；

   (5) 借鑒分布式智能的思想，在控制體系結(jié)構(gòu)中引人社會式行為控制層；

    (6) 借鑒生物的自適應(yīng)性思想，在控制體系結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)本代內(nèi)的由慎思式行為層到反射式行為層的學(xué)習(xí)；

    (7) 借鑒生物的自進(jìn)化性思想，在控制體系結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)多代間的由反射式行為層向本能式行為層的進(jìn)化(或退化) 電導(dǎo)儀/電導(dǎo)計(jì)| 溶氧儀| 水分測定儀。

    所以，仿生式體系結(jié)構(gòu)共有四個行為控制層組成，即本能式行為控制層、反射式行為控制層、慎思式行為控制層和社會式行為控制層，它們并行接收來自感知層的外部和內(nèi)部信息，各自作出邏輯判斷和反應(yīng)，發(fā)出控制信息到末端執(zhí)行層，通過競爭和協(xié)調(diào)來調(diào)節(jié)自身并適應(yīng)外部環(huán)境，從而按照目標(biāo)完成工作任務(wù)。