在电子计算机发明出来以前,机器人可以说没有“大脑”。机器人只不过是机器手,根本谈不上是机器人。计算机的发明,使机器手终于“进化”成为机器人了。机器人的大脑,就是一台灵巧的计算机,这样,机器人就不再是被动地工作,而是成了有主动地采集数据,独立作出分析判断和推理能力,具有自我学习能力的“高级助手"了。
拥有比任何动物都发达的大脑
机器人的大脑可以说是机器人的控制中心。它能记忆知识,进行运算、逻辑判断,进行简单地联想预测;它能对其动作的轨迹进行快速计算,从而确定手臂和关节坐标的数据,控制手臂、腿脚的自由移动;它还能适时控制各种传感器,进行信号接收和处理;它还应有自我诊断、修复功能。具有这样功能的机器人,它的大脑应是一台特殊的电脑,即拥有实时操作系统、能进行人机交流的高级语言、运算速度极高的电脑。
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(旁注)机器人的大脑是由什么构成的?
由于目前机器人的大脑,是由机械和电子器件构成的,效率、稳定性、可靠性等都有一定提高,这就促进了机器人的进一步发展。为了使机器人有更强大的功能,我们必须进一步研究人类的大脑。因为,人之所以成为“万物之灵”,就是因为有一个比任何动物都发达的大脑。人脑的149亿个细胞,仍然是科学家们研究的核心目标。随着生物学、脑神经科学和微电子科学技术的迅速发展,科学家们制造像人脑那样工作的人工智能的设想将逐步实现。这种大脑,将能够模仿人的某些感觉和思维功能,进行逻辑推理,作出判断。按一定的规则输入信息,它就能根据脑中储存的信息,进行分析,并输出结果,从而代替了人脑的部分劳动,更进一步地解放生产力。(www.xing528.com)
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(旁注)电脑和人脑有哪些差距?
但尽管机器人的“大脑”有了很大提高,具有了人工智能,具有自动收集信息、判断、推理、执行的能力。机器人的“大脑”还远远比不上人的大脑。这是因为,目前机器人的“大脑"主要是电脑,而电脑和人脑还有一些差距。
第一,电脑的可靠性差。电脑是由磁、硅等电子元件组成的,只要有一个元件损坏,整个电脑就不能正常工作了,根本谈不上自行修补,可靠性相对较差;而人脑的元件是神经细胞,总数达149亿个,即使有10%的神经细胞受损,仍然能正常工作,同时受损的细胞有些还能自行修复。
第二,电脑的效率低。与当前电脑不同的是,人脑不仅非常完善,而且体积小,能耗少,效率高。人脑有149亿个神经细胞,体积才0。0015m3,所需的能量只有10瓦左右。人的眼睛、耳朵,比电脑输入输出设备要小得多,效率要高得多。
所以,要发展机器人,就必须详细研究人的大脑的神经活动。机器人“大脑”的工作能力之所以远不如人脑,主要是二者间的“基本元件”不同。目前电脑的基本元件是集成电路;人脑的基本元件是神经细胞。要想模仿人脑制造出具有一定思维能力的电脑,首先必须模仿神经细胞制造出电脑的基本元件。目前,这种研究正在进行之中。
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