智能機器人:智能機器人之所以叫智能機器人，這是因為它有相當發(fā)達的“大腦”。在腦中起作用的是中央處理器，這種計算機跟操作它的人有直接的聯(lián)系。最主要的是，這樣的計算機可以進(jìn)行按目的安排的動(dòng)作。正因為這樣，我們才說(shuō)這種機器人才是真正的機器人，盡管它們的外表可能有所不同。
 
中文名          外文名                     功   能                分   類(lèi)
智能機器人      Intelligent robot              智能判斷              機器人

目錄
1、什么是智能機器人（基本解釋?zhuān)?br /> 2、智能機器人的發(fā)展歷史
3、智能機器人的未來(lái)趨勢
4、智能機器人構件組成
5、智能機器人的分類(lèi)
6、智能機器人能力的評價(jià)標準
7、智能機器人的發(fā)展方向
8、智能機器人的研究重點(diǎn)
9、智能更強
10、評價(jià)
 
基本解釋
我們從廣泛意義上理解所謂的智能機器人，它給人的最深刻的印象是一個(gè)獨特的進(jìn)行自我控制的“活物”。其實(shí)，這個(gè)自控“活物”的主要器官并沒(méi)有像真正的人那樣微妙而復雜。智能機器人具備形形色色的內部信息傳感器和外部信息傳感器，如視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、嗅覺(jué)。除具有感受器外，它還有效應器，作為作用于周?chē)h(huán)境的手段。這就是筋肉，或稱(chēng)自整步電動(dòng)機，它們使手、腳、長(cháng)鼻子、觸角等動(dòng)起來(lái)。由此也可知，智能機器人至少要具備三個(gè)要素：感覺(jué)要素，反應要素和思考要素。
 
我們稱(chēng)這種機器人為自控機器人，以便使它同前面談到的機器人區分開(kāi)來(lái)。它是控制論產(chǎn)生的結果，控制論主張這樣的事實(shí)：生命和非生命有目的的行為在很多方面是一致的。正像一個(gè)智能機器人制造者所說(shuō)的，機器人是一種系統的功能描述，這種系統過(guò)去只能從生命細胞生長(cháng)的結果中得到，現在它們已經(jīng)成了我們自己能夠制造的東西了。
 
智能機器人能夠理解人類(lèi)語(yǔ)言，用人類(lèi)語(yǔ)言同操作者對話(huà)，在它自身的“意識”中單獨形成了一種使它得以“生存”的外界環(huán)境——實(shí)際情況的詳盡模式。它能分析出現的情況，能調整自己的動(dòng)作以達到操作者所提出的全部要求，能擬定所希望的動(dòng)作，并在信息不充分的情況下和環(huán)境迅速變化的條件下完成這些動(dòng)作。當然，要它和我們人類(lèi)思維一模一樣，這是不可能辦到的。不過(guò)，仍然有人試圖建立計算機能夠理解的某種“微觀(guān)世界”。比如維諾格勒在麻省理工學(xué)院人工智能實(shí)驗室里制作的機器人。這個(gè)機器試圖完全學(xué)會(huì )玩積木：積木的排列、移動(dòng)和幾何圖案結構，達到一個(gè)小孩子的程度。這個(gè)機器人能獨自行走和拿起一定的物品，能“看到”東西并分析看到的東西，能服從指令并用人類(lèi)語(yǔ)言回答問(wèn)題。更重要的是它具有“理解”能力。為此，有人曾經(jīng)在一次人工智能學(xué)術(shù)會(huì )議上說(shuō)過(guò)，不到十年，我們把電子計算機的智力提高了10倍；如維諾格勒所指出的，計算機具有明顯的人工智能成分。
 
 
智能機器人的發(fā)展歷史：
1920年 捷克斯洛伐克作家卡雷爾·恰佩克在他的科幻小說(shuō)《羅薩姆的機器人萬(wàn)能公司》中，根據Robota(捷克文，原意為“勞役、苦工”)和Robotnik(波蘭文，原意為“工人”)，創(chuàng )造出“機器人”這個(gè)詞。

1939年 美國紐約世博會(huì )上展出了西屋電氣公司制造的家用機器人Elektro。它由電纜控制，可以行走，會(huì )說(shuō)77個(gè)字，甚至可以抽煙，不過(guò)離真正干家務(wù)活還差得遠。但它讓人們對家用機器人的憧憬變得更加具體。

1942年 美國科幻巨匠阿西莫夫提出“機器人三定律”。雖然這只是科幻小說(shuō)里的創(chuàng )造，但后來(lái)成為學(xué)術(shù)界默認的研發(fā)原則。

1948年 諾伯特·維納出版《控制論》，闡述了機器中的通信和控制機能與人的神經(jīng)、感覺(jué)機能的共同規律，率先提出以計算機為核心的自動(dòng)化工廠(chǎng)。

1954年 美國人喬治·德沃爾制造出世界上第一臺可編程的機器人，并注冊了專(zhuān)利。這種機械手能按照不同的程序從事不同的工作，因此具有通用性和靈活性。

1956年 在達特茅斯會(huì )議上，馬文·明斯基提出了他對智能機器的看法：智能機器“能夠創(chuàng )建周?chē)h(huán)境的抽象模型，如果遇到問(wèn)題，能夠從抽象模型中尋找解決方法”。這個(gè)定義影響到以后30年智能機器人的研究方向。

1959年 德沃爾與美國發(fā)明家約瑟夫·英格伯格聯(lián)手制造出第一臺工業(yè)機器人。隨后，成立了世界上第一家機器人制造工廠(chǎng)——Unimation公司。由于英格伯格對工業(yè)機器人的研發(fā)和宣傳，他也被稱(chēng)為“工業(yè)機器人之父”。

1962年 美國AMF公司生產(chǎn)出“VERSTRAN”(意思是萬(wàn)能搬運),與Unimation公司生產(chǎn)的Unimate一樣成為真正商業(yè)化的工業(yè)機器人，并出口到世界各國，掀起了全世界對機器人和機器人研究的熱潮。
 
我國從六十年代初開(kāi)始，人們就開(kāi)始研究智能機器人，智能機器人是人工智能綜合成果，它是作為擴大計算機的功能和研究人工智能的試驗床而形成和發(fā)展起來(lái)的。人工智能研究者通過(guò)智能機器人試驗床把人工智能活現出來(lái)，第一次證實(shí)了智能機器人可以根據環(huán)境和完成任務(wù)目標制定行動(dòng)規劃和操作，尤其是它能使用簡(jiǎn)單的工具去完成某種任務(wù)，具有非常重要的科學(xué)價(jià)值。
到了八十年代，第一代機器人的市場(chǎng)趨于飽和，所以工業(yè)機器人的應用開(kāi)始從汽車(chē)領(lǐng)域轉向電子、電氣機械裝配和非制造領(lǐng)域。因為第一代機器人沒(méi)有視覺(jué)和觸覺(jué)，所以已經(jīng)適應不了新用途的需要，在這時(shí)候，計算機和傳感器的發(fā)展有利的推動(dòng)了機器人技術(shù)的發(fā)展，所以人們研究出了第一代有感覺(jué)的機器人，這些機器人具有一定的識別和判斷的能力。  到了九十年代之后，由于機器人的用戶(hù)主要是中小企業(yè)，所以體型較小較輕的機器人開(kāi)始出現，其中比較典型的例子就是1991年在日本生產(chǎn)的擦窗玻璃的機器人和蘇聯(lián)生產(chǎn)的很輕能夠自由移動(dòng)的一種機器人。  
21世紀的機器人具有各種用途和各種功能，它被應用在制造業(yè)，也被用在宇宙、原子能、深海等特殊環(huán)境下的作業(yè)，同時(shí)也大量應用在建筑業(yè)、農業(yè)、林業(yè)、醫療、服務(wù)業(yè)等，它的應用領(lǐng)域是非常廣泛的。  現在的機器人水平相對于過(guò)去已經(jīng)有了很大的進(jìn)步，但是現在的機器人還不能夠脫離人的操作而獨立的存在，所以未來(lái)機器人將會(huì )往模仿人的智能的方向發(fā)展，現在人們希望未來(lái)的機器人能夠完全通過(guò)自己的知覺(jué)采取行動(dòng)，能夠像人類(lèi)一樣能夠說(shuō)話(huà)，聽(tīng)到聲音，能夠用眼睛看東西，能夠自己進(jìn)行思考，與人類(lèi)進(jìn)行交流。未來(lái)機器人的發(fā)展方向也可能是更加趨于微型化，因為這樣的機器人體積微小但是工作能力非常強，這在軍事上或者是在醫學(xué)上的應用等等都將有著(zhù)非常好的發(fā)展前景。機器人的發(fā)展領(lǐng)域是非常廣泛的，是沒(méi)有止境的，它的發(fā)展已經(jīng)使各行各業(yè)的發(fā)展得到了很大的飛躍，在將來(lái)它將會(huì )繼續促進(jìn)各行各業(yè)往更高
 
智能機器人的未來(lái)趨勢：
智能機器人具有廣闊的發(fā)展前景，目前機器人的研究正處于第三代智能機器人階段，盡管?chē)鴥韧鈱Υ说难芯恳呀?jīng)取得了許多成果,但其智能化水平仍然不盡人意。未來(lái)的智能機器人應當在以下幾方面著(zhù)力發(fā)展：面向任務(wù)，由于目前人工智能還不能提供實(shí)現智能機器的完整理論和方法，已有的人工智能技術(shù)大多數要依賴(lài)領(lǐng)域知識，因此當我們把機器要完成的任務(wù)加以限定，及發(fā)展面向任務(wù)的特種機器人，那么已有的人工智能技術(shù)就能發(fā)揮作用，使開(kāi)發(fā)這種類(lèi)型的智能機器人成為可能；傳感技術(shù)和集成技術(shù)，在現有傳感器的基礎上發(fā)展更好、更先進(jìn)的處理方法和其實(shí)現手段，或者尋找新型傳感器，同時(shí)提高集成技術(shù)，增加信息的融合；機器人網(wǎng)絡(luò )化，利用通信網(wǎng)絡(luò )技術(shù)將各種機器人連接到計算機網(wǎng)絡(luò )上,并通過(guò)網(wǎng)絡(luò )對機器人進(jìn)行有效的控制；智能控制中的軟計算方法，與傳統的計算方法相比,以模糊邏輯、基于概率論的推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )、遺傳算法和混沌為代表的軟計算技術(shù)具有更高的魯棒性、易用性及計算的低耗費性等優(yōu)點(diǎn),應用到機器人技術(shù)中，可以提高其問(wèn)題求解速度,較好地處理多變量、非線(xiàn)性系統的問(wèn)題；機器學(xué)習，各種機器學(xué)習算法的出現推動(dòng)了人工智能的發(fā)展,強化學(xué)習、蟻群算法、免疫算法等可以用到機器人系統中，使其具有類(lèi)似人的學(xué)習能力,以適應日益復雜的、不確定和非結構化的環(huán)境；智能人機接口，人機交互的需求越來(lái)越向簡(jiǎn)單化、多樣化、智能化、人性化方向發(fā)展,因此需要研究并設計各種智能人機接口如多語(yǔ)種語(yǔ)音、自然語(yǔ)言理解、圖像、手寫(xiě)字識別等,以更好地適應不同的用戶(hù)和不同的應用任務(wù)，提高人與機器人交互的和諧性;多機器人協(xié)調作業(yè)，組織和控制多個(gè)機器人來(lái)協(xié)作完成單機器人無(wú)法完成的復雜任務(wù)，在復雜未知環(huán)境下實(shí)現實(shí)時(shí)推理反應以及交互的群體決策和操作。
 
智能機器人構件組成：
智能機器人包括機構、結構本體、驅動(dòng)傳動(dòng)、能源動(dòng)力、感知等系統。
機器人核心部件包括伺服電機、減速器及控制器、驅動(dòng)器及傳感器。

 
 
智能機器人的分類(lèi)：
5.1按功能分類(lèi)
（1）智能機器人按功能分類(lèi)可分為一般機器人和智能機器人。一般機器人是指不具有智能，只具有一般編程能力和操作功能的機器人。
到目前為止，在世界范圍內還沒(méi)有一個(gè)統一的智能機器人定義。大多數專(zhuān)家認為智能機器人至少要具備以下三個(gè)要素：一是感覺(jué)要素，用來(lái)認識周?chē)h(huán)境狀態(tài)；二是運動(dòng)要素，對外界做出反應性動(dòng)作；三是思考要素，根據感覺(jué)要素所得到的信息，思考出采用什么樣的動(dòng)作。感覺(jué)要素包括能感知視覺(jué)、接近、距離等的非接觸型傳感器和能感知力、壓覺(jué)、觸覺(jué)等的接觸型傳感器。這些要素實(shí)質(zhì)上就是相當于人的眼、鼻、耳等五官，它們的功能可以利用諸如攝像機、圖像傳感器、超聲波傳成器、激光器、導電橡膠、壓電元件、氣動(dòng)元件、行程開(kāi)關(guān)等機電元器件來(lái)實(shí)現。對運動(dòng)要素來(lái)說(shuō)，智能機器人需要有一個(gè)無(wú)軌道型的移動(dòng)機構，以適應諸如平地、臺階、墻壁、樓梯、坡道等不同的地理環(huán)境。它們的功能可以借助輪子、履帶、支腳、吸盤(pán)、氣墊等移動(dòng)機構來(lái)完成。在運動(dòng)過(guò)程中要對移動(dòng)機構進(jìn)行實(shí)時(shí)控制，這種控制不僅要包括有位置控制，而且還要有力度控制、位置與力度混合控制、伸縮率控制等。智能機器人的思考要素是三個(gè)要素中的關(guān)鍵，也是人們要賦予機器人必備的要素。思考要素包括有判斷、邏輯分析、理解等方面的智力活動(dòng)。這些智力活動(dòng)實(shí)質(zhì)上是一個(gè)信息處理過(guò)程，而計算機則是完成這個(gè)處理過(guò)程的主要手段。
 
智能機器人
（2）智能機器人根據其智能程度的不同，又可分為三種：傳感型機器人、交互型機器人、自主型機器人
 
傳感型機器人
又稱(chēng)外部受控機器人。機器人的本體上沒(méi)有智能單元只有執行機構和感應機構，它具有利用傳感信息（包括視覺(jué)、聽(tīng)覺(jué)、觸覺(jué)、接近覺(jué)、力覺(jué)和紅外、超聲及激光等）進(jìn)行傳感信息處理、實(shí)現控制與操作的能力。受控于外部計算機，在外部計算機上具有智能處理單元，處理由受控機器人采集的各種信息以及機器人本身的各種姿態(tài)和軌跡等信息，然后發(fā)出控制指令指揮機器人的動(dòng)作。目前機器人世界杯的小型組比賽使用的機器人就屬于這樣的類(lèi)型。
交互型機器人
機器人通過(guò)計算機系統與操作員或程序員進(jìn)行人－機對話(huà)，實(shí)現對機器人的控制與操作。雖然具有了部分處理和決策功能，能夠獨立地實(shí)現一些諸如軌跡規劃、簡(jiǎn)單的避障等功能，但是還要受到外部的控制。
自主型機器人
在設計制作之后，機器人無(wú)需人的干預，能夠在各種環(huán)境下自動(dòng)完成各項擬人任務(wù)。自主型機器人的本體上具有感知、處理、決策、執行等模塊，可以就像一個(gè)自主的人一樣獨立地活動(dòng)和處理問(wèn)題。機器人世界杯的中型組比賽中使用的機器人就屬于這一類(lèi)型。全自主移動(dòng)機器人的最重要的特點(diǎn)在于它的自主性和適應性，自主性是指它可以在一定的環(huán)境中，不依賴(lài)任何外部控制，完全自主地執行一定的任務(wù)。適應性是指它可以實(shí)時(shí)識別和測量周?chē)奈矬w，根據環(huán)境的變化，調節自身的參數，調整動(dòng)作策略以及處理緊急情況。交互性也是自主機器人的一個(gè)重要特點(diǎn)，機器人可以與人、與外部環(huán)境以及與其他機器人之間進(jìn)行信息的交流。由于全自主移動(dòng)機器人涉及諸如驅動(dòng)器控制、傳感器數據融合、圖像處理、模式識別、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò )等許多方面的研究，所以能夠綜合反映一個(gè)國家在制造業(yè)和人工智能等方面的水平。因此，許多國家都非常重視全自主移動(dòng)機器人的研究。智能機器人的研究從60年代初開(kāi)始，經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，目前，基于感覺(jué)控制的智能機器人(又稱(chēng)第二代機器人)已達到實(shí)際應用階段，基于知識控制的智能機器人(又稱(chēng)自主機器人或下一代機器人)也取得較大進(jìn)展，已研制出多種樣機。
 
5.2按智能程度分類(lèi)
機器人現在已被廣泛地用于生產(chǎn)和生活的許多領(lǐng)域，按其擁有智能的水平可以分為三個(gè)層次。
工業(yè)機器人
一是工業(yè)機器人，它只能死板地按照人給它規定的程序工作，不管外界條件有何變化，自己都不能對程序也就是對所做的工作作相應的調整。如果要改變機器人所做的工作，必須由人對程序作相應的改變，因此它是毫無(wú)智能的。
初級智能機器人
二是初級智能機器人。它和工業(yè)機器人不一樣，具有象人那樣的感受，識別，推理和判斷能力?？梢愿鶕饨鐥l件的變化，在一定范圍內自行修改程序，也就是它能適應外界條件變化對自己怎樣作相應調整。不過(guò)，修改程序的原則由人預先給以規定。這種初級智能機器人已擁有一定的智能，雖然還沒(méi)有自動(dòng)規劃能力，但這種初級智能機器人也開(kāi)始走向成熟，達到實(shí)用水平。
高級智能機器人
三是高級智能機器人。它和初級智能機器人一樣，具有感覺(jué)，識別，推理和判斷能力，同樣可以根據外界條件的變化，在一定范圍內自行修改程序。所不同的是，修改程序的原則不是由人規定的，而是機器人自己通過(guò)學(xué)習，總結經(jīng)驗來(lái)獲得修改程序的原則。所以它的智能高出初級智能機器人。這種機器人已擁有一定的自動(dòng)規劃能力，能夠自己安排自己的工作。這種機器人可以不要人的照料，完全獨立的工作，故稱(chēng)為高級自律機器人。這種機器人也開(kāi)始走向實(shí)用。
機器人能力的評價(jià)標準包括：智能，指感覺(jué)和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習和邏輯推理等；機能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、連續運行能力、可靠性、聯(lián)用性、壽命等。因此，可以說(shuō)機器人是具有生物功能的空間三維坐標機器。
 
 
智能機器人能力的評價(jià)標準：
機器人能力的評價(jià)標準包括：智能，指感覺(jué)和感知，包括記憶、運算、比較、鑒別、判斷、決策、學(xué)習和邏輯推理等；機能，指變通性、通用性或空間占有性等；物理能，指力、速度、連續運行能力、可靠性、聯(lián)用性、壽命等。因此，可以說(shuō)機器人是具有生物功能的空間三維坐標機器。
 
智能機器人發(fā)展方向:
不過(guò)，盡管機器人人工智能取得了顯著(zhù)的成績(jì)，控制論專(zhuān)家們認為它可以具備的智能水平的極限并未達到。問(wèn)題不光在于計算機的運算速度不夠和感覺(jué)傳感器種類(lèi)少，而且在于其他方面，如缺乏編制機器人理智行為程序的設計思想。你想，現在甚至連人在解決最普通的問(wèn)題時(shí)的思維過(guò)程都沒(méi)有破譯，人類(lèi)的智能會(huì )如何呢——這種認識過(guò)程進(jìn)展十分緩慢，又怎能掌握規律讓計算機“思維”速度快點(diǎn)呢？因此，沒(méi)有認識人類(lèi)自己這個(gè)問(wèn)題成了機器人發(fā)展道路上的絆腳石。制造“生活”在具有不固定性環(huán)境中的智能機器人這一課題，近年來(lái)使人們對發(fā)生在生物系統、動(dòng)物和人類(lèi)大腦中的認識和自我認識過(guò)程進(jìn)行了深刻研究。結果就出現了等級自適應系統說(shuō)，這種學(xué)說(shuō)正在有效地發(fā)展著(zhù)。作為組織智能機器人進(jìn)行符合目的的行為的理論基礎，我們的大腦是怎樣控制我們的身體呢？純粹從機械學(xué)觀(guān)點(diǎn)來(lái)粗略估算，我們的身體也具有兩百多個(gè)自由度。當我們在進(jìn)行寫(xiě)字、走路、跑步、游泳、彈鋼琴這些復雜動(dòng)作的時(shí)候，大腦究竟是怎樣對每一塊肌肉發(fā)號施令的呢？大腦怎么能在最短的時(shí)間內處理完這么多的信息呢？我們的大腦根本沒(méi)有參與這些活動(dòng)。大腦——我們的中心信息處理機“不屑于”去管這個(gè)。它根本不去監督我們身體的各個(gè)運動(dòng)部位，動(dòng)作的詳細設計是在比大腦皮層低得多的水平上進(jìn)行的。這很像用高級語(yǔ)言進(jìn)行程序設計一樣，只要指出“間隔為一的從1～20的一組數字”，機器人自己會(huì )將這組指令輸入詳細規定的操作系統。最明顯的就是，“一接觸到熱的物體就把手縮回來(lái)”這類(lèi)最明顯的指令甚至在大腦還沒(méi)有意識到的時(shí)候就已經(jīng)發(fā)出了。
 
把一個(gè)大任務(wù)在幾個(gè)皮層之間進(jìn)行分配，這比控制器官給構成系統的每個(gè)要素規定必要動(dòng)作的嚴格集中的分配合算、經(jīng)濟、有效。在解決重大問(wèn)題的時(shí)候，這樣集中化的大腦就會(huì )顯得過(guò)于復雜，不僅腦顱，甚至連人的整個(gè)身體都容納不下。在完成這樣或那樣的一些復雜動(dòng)作時(shí)，我們通常將其分解成一系列的普遍的小動(dòng)作 （如起來(lái)、坐下、邁右腳、邁左腳）。教給小孩各種各樣的動(dòng)作可歸結為在小孩的“存儲器”中形成并鞏固相應的小動(dòng)作。同樣的道理，知覺(jué)過(guò)程也是如此組織起來(lái)的。感性形象——這是聽(tīng)覺(jué)、視覺(jué)或觸覺(jué)脈沖的固定序列或組合 （馬、人），或者是序列和組合二者兼而有之。
 
學(xué)習能力是復雜生物系統中組織控制的另一個(gè)普遍原則，是對先前并不知道、在相當廣泛范圍內發(fā)生變化的生活環(huán)境的適應能力。這種適應能力不僅是整個(gè)機體所固有的，而且是機體的單個(gè)器官、甚至功能所固有的，這種能力在同一個(gè)問(wèn)題應該解決多次的情況下是不可替代的?？梢?jiàn)，適應能力這種現象，在整個(gè)生物界的合乎目的的行為中起著(zhù)極其重要的作用。本世紀初，動(dòng)物學(xué)家桑戴克進(jìn)行了下面的動(dòng)物試驗。先設計一個(gè)帶有三個(gè)小平臺的T形迷宮，試驗動(dòng)物位于字母T底點(diǎn)上的小平臺上，誘餌位于字母T橫梁兩頭的小平臺上。這個(gè)動(dòng)物只可能做出以下兩種選擇，即跑到岔口后，它可以轉向左邊或右邊的小平臺。但是，在通向誘餌的路上埋伏著(zhù)使它不愉快的東西：走廊兩側裝著(zhù)電極，電壓以某種固定頻率輸進(jìn)這些電極之中，于是跑著(zhù)經(jīng)過(guò)這些電極的動(dòng)物便受到疼痛的刺激——外界發(fā)出懲罰信號。而另一邊平臺上等著(zhù)動(dòng)物的誘餌則是外界獎勵的信號。實(shí)驗中，如果一邊走廊的刺激概率大大超過(guò)另一走廊中的刺激概率，那么，動(dòng)物自然會(huì )適應外界情況：反復跑幾次以后，動(dòng)物朝刺激概率低、痛苦少的那邊走廊跑去。桑戴克作試驗最多的是老鼠。如老鼠就更快地選擇比較安全的路線(xiàn)，并且在懲罰相差不大的情況下自信地選擇一條比較安全的路線(xiàn)，其它作試驗的動(dòng)物是帶著(zhù)不同程度的自適應性來(lái)體現這一點(diǎn)的，不過(guò)，這種能力是參加試驗的各種動(dòng)物都具有的。
控制機器人的問(wèn)題在于模擬動(dòng)物運動(dòng)和人的適應能力。建立機器人控制的等級——首先是在機器人的各個(gè)等級水平上和子系統之間實(shí)行知覺(jué)功能、信息處理功能和控制功能的分配。第三代機器人具有大規模處理能力，在這種情況下信息的處理和控制的完全統一算法，實(shí)際上是低效的，甚至是不中用的。所以，等級自適應結構的出現首先是為了提高機器人控制的質(zhì)量，也就是降低不定性水平，增加動(dòng)作的快速性。為了發(fā)揮各個(gè)等級和子系統的作用，必須使信息量大大減少。因此算法的各司其職使人們可以在不定性大大減少的情況下來(lái)完成任務(wù)。
總之，智能的發(fā)達是第三代機器人的一個(gè)重要特征。人們根據機器人的智力水平?jīng)Q定其所屬的機器人代別。有的人甚至依此將機器人分為以下幾類(lèi)：受控機器人——“零代”機器人，不具備任何智力性能，是由人來(lái)掌握操縱的機械手；可以訓練的機器人——第一代機器人，擁有存儲器，由人操作，動(dòng)作的計劃和程序由人指定，它只是記住 （接受訓練的能力）和再現出來(lái)；感覺(jué)機器人——機器人記住人安排的計劃后，再依據外界這樣或那樣的數據 （反饋）算出動(dòng)作的具體程序；智能機器人——人指定目標后，機器人獨自編制操作計劃，依據實(shí)際情況確定動(dòng)作程序，然后把動(dòng)作變?yōu)椴僮鳈C構的運動(dòng)。因此，它有廣泛的感覺(jué)系統、智能、模擬裝置（周?chē)闆r及自身——機器人的意識和自我意識）
 
智能機器人的研究重點(diǎn)：
怎樣變聰明的？人工智能專(zhuān)家指出：計算機不僅應該去做人類(lèi)指定它做的事，還應該獨自以最佳方式去解決許多事情。比如說(shuō)，核算電費或從事銀行業(yè)務(wù)的普通計算機的全部程序就是準確無(wú)誤地完成指令表，而某些科研中心的計算機卻會(huì )“思考”問(wèn)題。前者運轉迅速，但絕無(wú)智能；后者儲存了比較復雜的程序，計算機里塞滿(mǎn)了信息，能模仿人類(lèi)的許多能力 （在某些情況下甚至超過(guò)我們人的能力）。
為了研究這個(gè)問(wèn)題，許多科學(xué)家都曾耗盡了自己一生的心血。如第二次世界大戰期間，英國數學(xué)家圖靈發(fā)明了一種機器，這種機器成了現代機器人的鼻祖。這是一種破譯敵方通訊的系統。后來(lái)，圖靈用整個(gè)一生去幻想制造出一種會(huì )學(xué)習、有智能的機器。而在1945年10月的普林斯頓，另一位著(zhù)名的數字家馮·奈曼卻設計了一個(gè)被稱(chēng)為“人工大腦”的東西。他和自己的學(xué)生都是心理學(xué)和神經(jīng)學(xué)的狂熱迷戀者，為了制造人類(lèi)行為的數學(xué)模擬機，他們遭受了多次失敗，最后失去了制造“人工智能”可能性的信心。早期的計算裝置過(guò)于笨重，部件尺寸太大，使得馮·奈曼無(wú)法解決如何用這些部件來(lái)代替極小極小的神經(jīng)細胞這樣一個(gè)難題，因為當時(shí)人類(lèi)的大腦被看作是某種相互聯(lián)系的神經(jīng)元編織成的東西，所以就可以把它想象成某種計算裝置，其中循環(huán)的不是能量，而是信息?？茖W(xué)家們想到，如果接受這樣的對比的話(huà)，為什么不能發(fā)明出一種使信息通過(guò)以后產(chǎn)生智能的系統呢？
于是他們提出了人工思維的各種理論。比如，物理學(xué)家馬克便提出了企圖使機器人用二進(jìn)位或二進(jìn)位邏輯元件進(jìn)行思維的方法。這個(gè)方法被大家認為是非常簡(jiǎn)便的方法。1956年科學(xué)家們召開(kāi)了第一屆大型研討會(huì )，許多專(zhuān)家學(xué)者主張采用“人工智能”這個(gè)術(shù)語(yǔ)作為研究對象的名稱(chēng)。兩位不出名的研究者——內維爾和西蒙提出了不同凡響的設想。他們研究了兩個(gè)人借助于信號裝置和按鈕系統進(jìn)行交際的方式。這個(gè)系統要把這兩個(gè)人的行為分解為一系列簡(jiǎn)單動(dòng)作和邏輯動(dòng)作。因為在這兩個(gè)研究者的工作地點(diǎn)裝有兩臺大型計算機，所以他們倆常把自己的試驗從腳到頭倒著(zhù)進(jìn)行消遣取樂(lè )：把簡(jiǎn)單的邏輯規則輸入計算機，使它養成進(jìn)行復雜推理的能力。這真是一個(gè)天才的想法；計算機程序不僅進(jìn)行工作，而且靠它幫助，發(fā)現了一個(gè)新定理，這個(gè)定理證明完全出乎意料之外，而且比以前所有的證明還要優(yōu)美得多。內維爾和西蒙發(fā)現了一個(gè)奠定性的原則，即賦予機器人智能用不著(zhù)非得弄懂人類(lèi)大腦不可。需要研究的不是我們的大腦是怎樣工作，而是它做些什么；需要分析人的行為，研究人的行為獲得知識的過(guò)程，而不需要探究神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò )的理論。簡(jiǎn)單地講，應著(zhù)重的是心理學(xué)，而不是生理學(xué)。
從此，研究者便開(kāi)始沿著(zhù)上述方向前進(jìn)了。不過(guò)，他們還一直在爭論這樣的問(wèn)題：用什么方式使計算機“思維”。有一派研究者以邏輯學(xué)為研究點(diǎn)，試圖把推理過(guò)程分為一系列的邏輯判斷。計算機從一個(gè)判斷進(jìn)到另一個(gè)判斷，得出合乎邏輯的結論。象眾所周知的三段論一樣：“所有的動(dòng)物都會(huì )死掉；小刺唱是動(dòng)物，因此，小刺猖也會(huì )死掉。”計算機能否獲得幼童一樣的智力水平呢？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，科學(xué)家們有兩種相反的見(jiàn)解。伯克利的哲學(xué)教師德賴(lài)弗斯帶頭激烈反對“人工智能派”。他說(shuō)人工智能派的理論是煉金術(shù)。他認為，任何時(shí)候也無(wú)法將人的思維進(jìn)行程序設計，因為有一個(gè)最簡(jiǎn)單不過(guò)的道理：人是連同自己的肉體一起來(lái)認識世界的，人不僅僅由智能構成。
他進(jìn)一步舉例：計算機也許懂得飯店是什么意思，但它絕不會(huì )懂得得客人是否用腳吃飯，不懂得服務(wù)小姐是飛到桌邊，還是爬到腳邊；總之，計算機永遠也不會(huì )有足夠的知識來(lái)認識世界。但麻省理工學(xué)院的研究員明斯基卻不同意德賴(lài)弗斯的觀(guān)點(diǎn)，他認為機器人的智能是無(wú)限的。他對“人工智能”的解釋是：這是一門(mén)科學(xué)，它使機器去做這樣一種事情，如果這種事情由人來(lái)做的話(huà)，就會(huì )被認為是有智力的行為。明斯基同時(shí)是一位物理學(xué)家、數學(xué)家，還對心理學(xué)、社會(huì )學(xué)、神經(jīng)學(xué)都有所研究。他指出，人工智能是心理學(xué)的一個(gè)新門(mén)類(lèi)，這個(gè)門(mén)類(lèi)用實(shí)驗的方法，以計算機為手段模擬人類(lèi)思維的本性。他認為自己所研究的計算機，是一門(mén)全新的科學(xué)；當然機器并不是人，它永遠沒(méi)有人的那種快樂(lè )或是痛苦的情感體驗，只是熱衷于掌握純粹的知識。舉個(gè)例子來(lái)說(shuō)吧，人可以給計算機輸入“水”的概念：水是一種液體，表面是平的；如果從一個(gè)容器倒入另一個(gè)容器里，其數量不變；水可以從有洞的容器里漏出來(lái)，能弄濕衣服，等等。但是，它獲得有關(guān)水的最一般的信息之后，就盡力回答一個(gè)很重要的問(wèn)題：“如果將盛滿(mǎn)水的玻璃杯傾斜，那會(huì )怎樣呢？”計算機在它的熒光屏上顯示出了一只傾斜到水平位置的玻璃杯，盡管計算機知道引力定律，但它還是固執地在熒光屏上顯示：玻璃杯歪倒了，可液體就是不外流。計算機永遠不會(huì )從痛苦的、但卻是有益的經(jīng)驗中體驗到那種衣服被弄濕的人所感受到的不快心情。
所以有一個(gè)名叫申克的心理學(xué)家正領(lǐng)導一批學(xué)者從事這個(gè)令人感興趣的課題的研究：讓計算機學(xué)會(huì )閱讀和概括讀物內容，回答有關(guān)問(wèn)題；讓計算機學(xué)會(huì )幾種人類(lèi)語(yǔ)言，并互相翻譯；讓計算機學(xué)會(huì )對話(huà)、學(xué)習論證藝術(shù)、背單詞……
 
美國耶魯大學(xué)曾經(jīng)設計了一臺這樣的計算機：它的存儲器里沒(méi)有保存預先準備好的固定說(shuō)法，它自行編制答話(huà)，會(huì )論證，會(huì )“思考”，某種程度上有點(diǎn)像人?？恐?zhù)心理學(xué)和信息論，科學(xué)家為自己提出了一個(gè)令世人驚異不已的課題：把人的思維方式和行為研究清楚，然后去人工模擬它。
 
談到“人工智能”這個(gè)詞的時(shí)候，我們馬上會(huì )把它跟一些非真實(shí)的東西聯(lián)在一起。這個(gè)詞的出現，令許多人提心吊膽：機器人和人一樣了，那人類(lèi)將何去何從！有的人在拼命捍衛著(zhù)人類(lèi)自身的最后一個(gè)堡壘，使其免遭機器人的傷害、侵犯。[1]  問(wèn)題之所以復雜還在于這個(gè)詞至今還沒(méi)有形成統一的定義。明斯基說(shuō)：“這是一門(mén)科學(xué)，它使機器人去做這樣一種事情，這種事情如果由人去做的話(huà)，就會(huì )被認為是有智能的行為。”這類(lèi)俏皮的定義用處不大，有時(shí)簡(jiǎn)直會(huì )把研究者引到實(shí)用形式主義的沼澤中去。另一個(gè)叫圖靈的研究者提出了人工智能的測試方法：如果人類(lèi)猜不出計算機跟他談話(huà)時(shí)將表述何種內容——不知道它要說(shuō)什么，那么，這臺計算機已經(jīng)達到了人的智能水平。他的這一番高論曾經(jīng)引起了轟動(dòng)，給學(xué)術(shù)界添了不少忙亂。為了排除計算機言語(yǔ)問(wèn)題，這樣的對話(huà)最好是利用電傳機進(jìn)行。對于許多控制專(zhuān)家來(lái)說(shuō)，為達到圖靈所說(shuō)的水平，進(jìn)行了大量的工作。數不清的各種各樣的電子交談?wù)呒娂妴?wèn)世。
60年代末，美國控制論專(zhuān)家、麻省理工學(xué)院教師魏森鮑姆編成了幾個(gè)程序，其主要目的是滿(mǎn)足圖靈的測試條件——把吹毛求疵的技術(shù)專(zhuān)家搞糊涂。這種做法的基礎是似是而非的對話(huà)。在進(jìn)行這種對話(huà)時(shí)，交談?wù)咧皇强雌饋?lái)像是在交談。“交談?wù)?rdquo;實(shí)際上不去考慮交談對方所說(shuō)的意思，而是把聽(tīng)到的東西作些并不復雜的形式上的改變，組成自己的答話(huà)。
 
教會(huì )機器人去抓住這樣或那樣的實(shí)質(zhì)更為重要。跟計算機談話(huà)有兩種類(lèi)型：有限的交談和有限的理解。在有限的交談中，機器人“理解”它所交談的全部?jì)热?，不過(guò)只是涉及到確定話(huà)題的情形下，比方說(shuō)，下棋或擺積木。在有限的理解時(shí)，可以同它隨意交談，但是它卻遠遠不能全部理解你的話(huà)。魏森鮑姆編制的機器人“女士”這個(gè)程序正屬于此類(lèi)。“女士”只能表面上理解事件和現象。不過(guò)，隨著(zhù)控制對話(huà)理論和實(shí)踐的發(fā)展，機器人的言語(yǔ)變得越來(lái)越能表達意思了。圖靈測試法開(kāi)始經(jīng)常性地生效了。
 
美國的一家電子計算機公司的副董事長(cháng)，陰差陽(yáng)錯，接受了一次圖靈標準測試。從此，這個(gè)標準的地位開(kāi)始下降了。因為控制專(zhuān)家們由此發(fā)現，它也不是檢驗計算機智能極限的最佳標準。最佳標準是什么呢？怎樣的智能水平才夠稱(chēng)得上是真正的“智能”機器人呢？這又成了擺在智能科學(xué)家面前的一個(gè)新問(wèn)題。
 
計算機事業(yè)的發(fā)展是建立在許多科學(xué)研究者“異想天開(kāi)”的主觀(guān)設想和辛勤勞動(dòng)的客觀(guān)實(shí)踐的基礎之上的。前面已經(jīng)說(shuō)過(guò)，一些學(xué)者在研制控制對話(huà)原理，做出了不少貢獻。此時(shí)，另一些實(shí)踐家和實(shí)用主義者則努力將機器人的這種新能力套在科技進(jìn)步的大車(chē)上，他們決心讓機器人具備具體的領(lǐng)域中的某些知識。
 
我們知道，計算機所獲得的全部信息因素被一個(gè)相互依賴(lài)的復雜系統聯(lián)系在一起。計算機比起邏輯推理來(lái)，更經(jīng)常地采用類(lèi)比和判斷的方法，它將這些要素進(jìn)行歸類(lèi)、合并和綜合，漸漸地發(fā)展了自己的“思維”能力?，F在我們來(lái)回顧一下機器人在這個(gè)發(fā)展過(guò)程中的一些歷史性事件。
 
最初一批這樣的計算機誕生于50年代末。它們證明了約40個(gè)定理，并且能解答象“建造兒童金字塔”一類(lèi)的簡(jiǎn)單小問(wèn)題。到60年代，人們已經(jīng)能夠同計算機談?wù)撎鞖庵?lèi)的話(huà)題了，因為這些計算機了解氣象學(xué)，并具備正確造句所必需的句法知識。比如，如果對它說(shuō)：“我不喜歡夏天下雨。”它會(huì )彬彬有禮地回答：“是的，不過(guò)夏天并不經(jīng)常下雨。”此外，還有一個(gè)叫“棒球”的程序能解答與本年度比賽有關(guān)的所有問(wèn)題：比賽地點(diǎn)、比分、參賽隊的人員情況。而“談?wù)?rdquo;程序，它已經(jīng)開(kāi)始對交談?wù)叩募彝リP(guān)系感興趣了，盡管它確實(shí)對此一無(wú)所知。只是到了1965年，機器人“先生”才開(kāi)始更多地注意詞義，而不僅是單詞在句中的排列順序。計算機“學(xué)生”也是這種類(lèi)型的，像一個(gè)學(xué)習成績(jì)優(yōu)秀的學(xué)生，能解答一次方程，能用流利的英語(yǔ)敘述解方程的順序。
 
輸入計算機中的知識專(zhuān)業(yè)化程度越高，計算機掌握它們的可能性就越大?，F在，有些計算機已成了真正的“技術(shù)顧問(wèn)”。比如，它們已經(jīng)在協(xié)助專(zhuān)家們去確定哪個(gè)地層礦產(chǎn)豐富；協(xié)助專(zhuān)家們作出有關(guān)傳染病的診斷。要制造出這樣的“專(zhuān)家”來(lái)，必須把人——專(zhuān)家的知識，傳授給它們。然而，不管令人多么難以置信，主要困難仍在于怎樣把這些知識從人的大腦中“全掏”出來(lái)。比如，醫生作出診斷時(shí)，根據經(jīng)驗，遵守一些規則。這些規則，他幾乎是在下意識地和機械地加以運用的。研究者們花費了好多時(shí)間去采訪(fǎng)醫生和其他專(zhuān)家，以便弄清楚他們思維過(guò)程所固有的基本規律。只要能將他們思維的全部過(guò)程還原，那么，再把它復制于計算機程序中，這相對來(lái)說(shuō)就不復雜了。從1965年開(kāi)始，計算機中的第一個(gè)“專(zhuān)家”便由法伊根鮑姆在斯坦福制成了。它一出生，就自告奮勇地幫助化學(xué)家確定物質(zhì)的分子結構；另一個(gè)技術(shù)顧問(wèn)“探礦者”，工作起來(lái)更是嚴謹。它詳細地研究地質(zhì)圖和土壤樣圖，以便確定存在的礦床。它居然在華盛頓州發(fā)現了一座蘊藏豐富的鉬礦。
而計算機“醫生”，它的程序編制于70年代。它在得知診斷結果和主要癥狀后，能對傳染病作出診斷。
最精彩的是，如果應用人要求它解釋作出這樣診斷的理由的話(huà)，那么它任何時(shí)候都能說(shuō)明作出這種診斷的理由是這個(gè)，而不是另一個(gè)。匹茲堡大學(xué)的一位計算機專(zhuān)家波烏普爾和內科專(zhuān)家邁爾斯還設計了計算機“科達”的程序，這個(gè)計算機在其存儲器中存儲著(zhù)比一個(gè)醫生在任何情況下所記住的更多的病癥。它可以把事實(shí)、評定和判斷結合起來(lái)作高難的診斷。計算機竟然學(xué)會(huì )了診斷？對的，不信，請看下面的實(shí)例：
有一天，人們給這臺計算機輸入了一個(gè)中年人的詳細病情。當時(shí)，這個(gè)中年人臉色難看之極，呼吸困難，被救護車(chē)送到了醫院。邁爾斯初診為心臟病發(fā)作。而計算機注意到了該病人的病情——胸廓不感到疼痛，以前發(fā)作心臟病時(shí)，血壓正常，病歷中有關(guān)于糖尿病的記載，計算機先考慮了十多種疾病的癥狀，否定了這些假設的疾病。然后，在熒光屏上顯示出主要診斷結果，幾分鐘后，計算機得出確診：病人是心臟病發(fā)作。而醫生要作出同樣的確診則需要幾天的時(shí)間。在某些復雜和異常情況下，它作出的確診比私人醫生的確診更為正確、更為細心。所以邁爾斯醫生認為，計算機幾乎總是愿意同有足夠時(shí)間的醫學(xué)專(zhuān)家研究患者的每一種病癥。例如，進(jìn)行過(guò)附加測試以后，
“科達”就可以成為醫生們的普通參謀，它甚至可以降低醫療費，因為根據計算機提出的問(wèn)題，醫生指定病人去化驗的次數將會(huì )減少。
現在這樣的“專(zhuān)家”隊伍已經(jīng)擴大了。長(cháng)此下去，它們定將兒孫滿(mǎn)堂。例如，正在研制的電子計算機，會(huì )翻譯，會(huì )辨別書(shū)面語(yǔ)和口語(yǔ)，會(huì )指出錯誤，會(huì )學(xué)習，會(huì )改正錯誤?？傊?，未來(lái)的“專(zhuān)家系統”所涉足的領(lǐng)域將越來(lái)越廣泛，從天上到地下，從古代到現代——真正做到“天上知三分，地上全知道”（雖有點(diǎn)夸張，但符合它發(fā)展的方向和人們的愿望）。
 
智能更強：
科學(xué)家們認為，智能機器人的研發(fā)方向是，給機器人裝上“大腦芯片”，從而使其智能性更強，在認知學(xué) 習、自動(dòng)組織、對模糊信息的綜合處理等方面將會(huì )前進(jìn)一大步。
雖然有人表示擔憂(yōu)：這種裝有“大腦芯片”的智能機器人將來(lái)是否會(huì )在智能上超越人類(lèi)，甚至會(huì )對人類(lèi)造成威脅？但不少科學(xué)家認為，這類(lèi)擔心是完全沒(méi)有必要的。就智能而言，目前機器人的智商相當于4歲兒童的智商，而機器人的“常識”比起正常成年人就差得更遠了。美國科學(xué)家羅伯特·斯隆教授日前說(shuō)：“我們距離能夠以8歲兒童的能力回答復雜問(wèn)題的、具有常識的人工智能程序仍然很遙遠。”日本科學(xué)家廣瀨茂男教授也認為：即使機器人將來(lái)具有常識并能進(jìn)行自我復制，也不可能對人類(lèi)造成威脅。
 
值得一提的是，中國科學(xué)家周海中教授在1990年發(fā)表的《論機器人》一文中指出：機器人并非無(wú)所不能；它在工作強度、運算速度和記憶功能方面可以超越人類(lèi)，但在意識、推理等方面不可能超越人類(lèi)。另外，機器人會(huì )越來(lái)越“聰明”，但只能按照制定的原則綱領(lǐng)行動(dòng)，服務(wù)人類(lèi)、造福人類(lèi)。
 
評價(jià)：
智能機器人作為一種包含相當多學(xué)科知識的技術(shù),幾乎是伴隨著(zhù)人工智能所產(chǎn)生的。而智能機器人在當今社會(huì )變得越來(lái)越重要，越來(lái)越多的領(lǐng)域和崗位都需要智能機器人參與、這使得智能機器人的研究也越來(lái)越頻繁。雖然我們現在仍很難在生活中見(jiàn)到智能機器人的影子。但在不久的將來(lái)，隨著(zhù)智能機器人技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟。隨著(zhù)眾多科研人員的不懈努力，智能機器人必將走進(jìn)千家萬(wàn)戶(hù)。更好的服務(wù)人們的生活，讓人們的生活更加舒適和健康。