仿生式体系结构的思想原理

仿生式体系结构的思想原理

从本质上来讲，慎思式智能、反应式智能以及分布式智能，都是对生物控制逻辑和推理方式的一种借鉴和仿生，但由于客观条件的限制和需求目的的局限，它们都只是从某一个角度和方向对生物智能的一种片面的、局部的模仿。本文的仿生式体系结构就是以前述的生物控制逻辑和行为推理为基础，充分借鉴基于慎思式智能、反应式智能和分布式智能等三种体系结构思想的优点与不足之处，针对目前机器人特别是未知环境下工作的移动机器人在控制体系结构方面所存在的缺点和问题，提出一种具有适应行为与进化能力的新的控制思想与理念。

    其主要思想和原理如下：

    (1) 借鉴基于反应式智能的行为分解思想，依据行为级别的高低将控制体系结构化分为多个行为层；

    各行为层间(即行为划分标准)应该是：

• 由被动的行为到主动的行为；
• 由基本的行为到复合的行为；
• 由低级的行为到高级的行为；
• 由反射式行为到目标式行为；
• 由基于安全的行为到面向任务的行为；
• 由硬件直接实现的行为到需要复杂计算甚至是分布式协同计算的行为。

    (2) 借鉴反应式智能的思想，在控制体系结构中引人本能式行为控制层；

    (3) 借鉴生物的条件反射思想，在控制体系结构中引人反射式行为控制层；

    (4) 借鉴慎思式智能的思想，在控制体系结构中引人慎思式行为控制层；

   (5) 借鉴分布式智能的思想，在控制体系结构中引人社会式行为控制层；

    (6) 借鉴生物的自适应性思想，在控制体系结构中实现本代内的由慎思式行为层到反射式行为层的学习；

    (7) 借鉴生物的自进化性思想，在控制体系结构中实现多代间的由反射式行为层向本能式行为层的进化(或退化) 电导仪/电导计| 溶氧仪| 水分测定仪。

    所以，仿生式体系结构共有四个行为控制层组成，即本能式行为控制层、反射式行为控制层、慎思式行为控制层和社会式行为控制层，它们并行接收来自感知层的外部和内部信息，各自作出逻辑判断和反应，发出控制信息到末端执行层，通过竞争和协调来调节自身并适应外部环境，从而按照目标完成工作任务。