仿生式體系結構的思想原理

從本質(zhì)上來(lái)講，慎思式智能、反應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(guān)條件的限制和需求目的的局限，它們都只是從某一個(gè)角度和方向對生物智能的一種片面的、局部的模仿。本文的仿生式體系結構就是以前述的生物控制邏輯和行為推理為基礎，充分借鑒基于慎思式智能、反應式智能和分布式智能等三種體系結構思想的優(yōu)點(diǎn)與不足之處，針對目前機器人特別是未知環(huán)境下工作的移動(dòng)機器人在控制體系結構方面所存在的缺點(diǎn)和問(wèn)題，提出一種具有適應行為與進(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) 借鑒基于反應式智能的行為分解思想，依據行為級別的高低將控制體系結構化分為多個(gè)行為層；

    各行為層間(即行為劃分標準)應該是：

• 由被動(dòng)的行為到主動(dòng)的行為；
• 由基本的行為到復合的行為；
• 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)現的行為到需要復雜計算甚至是分布式協(xié)同計算的行為。

    (2) 借鑒反應式智能的思想，在控制體系結構中引人本能式行為控制層；

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

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

   (5) 借鑒分布式智能的思想，在控制體系結構中引人社會(huì )式行為控制層；

    (6) 借鑒生物的自適應性思想，在控制體系結構中實(shí)現本代內的由慎思式行為層到反射式行為層的學(xué)習；

    (7) 借鑒生物的自進(jìn)化性思想，在控制體系結構中實(shí)現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) 電導儀/電導計| 溶氧儀| 水分測定儀。

    所以，仿生式體系結構共有四個(gè)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(huì )式行為控制層，它們并行接收來(lái)自感知層的外部和內部信息，各自作出邏輯判斷和反應，發(fā)出控制信息到末端執行層，通過(guò)競爭和協(xié)調來(lái)調節自身并適應外部環(huán)境，從而按照目標完成工作任務(wù)。