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智能机器人神经心理模型研究

【摘要】:机器人是智能模拟的一种重要手段和研究载体,其体系结构决定了机器人智能、行为、信息、控制的时空分布模式,也从根本上决定了机器人的智能水平和行为方式。体系结构的研究工作不能脱离机器人的认知功能及其智能行为而孤立地进行,但目前尚未有针对机器人体系结构、认知功能和智能行为这三者的整合研究,致使机器人的结构、功能与行为之间彼此脱节,缺乏一体化的模型加以描述,不便于机器人系统的分析和设计,从而在一定程度上限制了机器人智能水平的提高。 本文以探讨机器人体系结构、认知功能与智能行为之间的内在机理并建立智能机器人神经心理模型为目标,对以下内容进行了创新性研究: 系统地回顾总结了20多年来智能机器人体系结构的研究成果,对智能机器人体系结构的定义做了进一步完善,定义中涵盖了机器人系统中智能、行为、信息、控制的时空分布模式,依据新的定义,对智能机器人体系结构进行了更细致的分类——从传统的分层递阶、包容和混合3类体系结构拓展到分层递阶、包容、三层、自组织、分布式、进化控制、拟人情感和社会机器人8类体系结构,对每一类体系结构的基本思想和功能特征都进行了分析和评述,并进一步制定了智能机器人体系结构的功能评价准则,对神经心理模型与其它典型智能机器人体系结构的功能进行了对比评价。 提出了智能机器人神经心理模型,整合了神经生理结构、认知心理机制和智能行为过程三个层面进行深入研究,具体包括:引入微分流形理论证明了智能机器人神经生理结构可分解性定理;基于脑的基本机能联合区理论划分出机器人信息处理与控制系统功能区,建立了机器人神经生理结构模型;在剖析Agent认知理论、分析BDI模型不足的基础上,建立了智能机器人心智模型;提出了智能机器人心智逻辑系统——IRML(Intelligent Robot MentalLogic),给出了IRML的语法、语义、公理集和演绎规则、证明了IRML系统的可靠性和语义完备性,分析了行为算子与心智算子的重要性质并证明了与之有关的若干重要定理,IRML是描述智能机器人认知心理机制的重要形

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