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如何實現(xiàn)機(jī)器人對物體的感覺和認(rèn)識
DANBACH ROBOT
動物在進(jìn)化過程中先進(jìn)化出用觸覺感覺、識別物體，在眼睛沒有出現(xiàn)之前， 動物就能夠通過觸覺來認(rèn)識和識別外界物體，眼睛的出現(xiàn)使動物通過對眼中物體圖像的觸摸不用與外界物體接觸就能夠認(rèn)識和識別外界物體，可以說眼睛是在原始觸覺的基礎(chǔ)上進(jìn)化出的種更高的觸覺工具，我們要來研究機(jī)器人對物體的感覺、認(rèn)識和識別，先我們要制造種只有手沒有眼睛的機(jī)器人，讓這種機(jī)器人只通過手對物體的觸摸就能夠感覺、認(rèn)識和識別物體，然后我們再給機(jī)器人安裝眼睛，這樣機(jī)器人就能夠用眼來感覺、認(rèn)識和識別外界物體了。在這里我們先不去研究機(jī)器人的眼睛，所以這里要研究的機(jī)器人是個沒有眼睛的機(jī)器人，在機(jī)器人的雙手上安裝觸摸傳感器，機(jī)器人的電腦中制作或形成個機(jī)器人自身圖形，當(dāng)機(jī)器人運(yùn)動時機(jī)器人腦中的自身圖形與機(jī)器人做相同的運(yùn)動，機(jī)器人只能知道腦中的物體圖形，機(jī)器人的手運(yùn)動時腦中的圖形手也做相同的運(yùn)動，當(dāng)機(jī)器人用手觸摸個物體時，通過機(jī)器人手上的傳感器將觸摸信號傳入到腦中的圖形手相對應(yīng)的位置上，這時機(jī)器人的腦就感覺到手觸摸到了這個物體。
由于有了圖形公式所以我們在計算機(jī)里能夠利用圖形公式來制作圖形，但機(jī)算機(jī)并不能真正地通過圖形公式來認(rèn)識圖形，如：機(jī)器人腦中的機(jī)算機(jī)能夠很快識別其中符合圖形公式的標(biāo)準(zhǔn)圖形，但對于環(huán)境中物體在腦中形成的自然圖形很難識別，這樣看來我們要制造能夠識別任意圖形的機(jī)器人就必須放棄這種完全利用圖形公式制作圖形的方法，實際如果機(jī)器人能夠通過對物體的接觸在機(jī)器人腦中形成并記憶種有感覺的物體圖形，這樣機(jī)器人就能感覺和識別外界的物體在機(jī)器人腦中形成的物體圖形?，F(xiàn)在我們需要制造個有兩只手沒有眼睛的機(jī)器人，來研究機(jī)器人如何通過手對物體的觸摸，在機(jī)器人腦中形成有感覺的物體觸摸圖形的方法。
先機(jī)器人應(yīng)該對手每時刻的位置十分清楚，只有這樣機(jī)器人才能通過手對物體的觸摸在腦中形成物體的觸摸圖形，也只有這樣機(jī)器人才能通過對腦中物體圖形的觸摸來感覺腦中的物體圖形。我們能夠制造出雙靈活的機(jī)器人手臂，我們知道要控制個物體的空間運(yùn)動需要對x、y、z即左右、上下、前后（這里用x、y、 z來表示左右、上下、前后）三個方向的運(yùn)動數(shù)值進(jìn)行控制，機(jī)器人通過控制手運(yùn)動的x、y、z上的數(shù)值變化能夠知道手每時刻的位置，當(dāng)機(jī)器人用手觸摸個物體時觸摸信號傳入到機(jī)器人腦中與機(jī)器人手做相同運(yùn)動的自身圖形手上，這樣機(jī)器人用手觸摸個物體時機(jī)器人腦中的自身圖形手按照x、y、z的數(shù)值變化就在機(jī)器人腦中畫出并記憶了這個物體圖形，
實際機(jī)器人對觸摸圖形的記憶是對圖形的形狀和各種感覺的綜合記憶，當(dāng)機(jī)器人用手觸摸個物體時這個物體的觸摸圖形就會在腦中出現(xiàn)，這時只要機(jī)器人用手拿住這個物體做各種運(yùn)動，機(jī)器人腦中的自身圖形手也拿著這個物體圖形在腦中做相同的運(yùn)動，這個機(jī)器人并沒有眼睛，這樣就不存在通過眼在腦中形成了這運(yùn)動的過程，這時我們會發(fā)現(xiàn)物體圖形和與它接觸的圖形手的位置加上圖形手的轉(zhuǎn)動角度能夠確定這物體圖形在機(jī)器人腦中的任何位置，這說明機(jī)器人的腦中能夠通過記憶圖形手的各種位置來記憶這個物體圖形在機(jī)器人腦中的所有位置，我們還發(fā)現(xiàn)將這物體圖形換成其它物體圖形機(jī)器人腦中就有了其它物體圖形的所有位置，這樣只要機(jī)器人腦中記憶了機(jī)器人圖形手的各種位置，機(jī)器人腦中就有了各種物體圖形的位置。這說明機(jī)器人腦中的物體圖形的各種位置能夠通過機(jī)器人腦中的自身圖形手讓機(jī)器人的腦知道，機(jī)器人腦中連接在起的物體圖形具有位置的傳遞性，這樣機(jī)器人就能夠通過記憶控制機(jī)器人手運(yùn)動的x、y、z知道任何個物體圖形在機(jī)器人腦中的任何位置。
我們把左右、豎直、前后即x.y.z方向的數(shù)值變化作為機(jī)器人對方向的感覺，機(jī)器人在用手觸摸圖中的圖形過程中，在y方向的數(shù)值先均勻增加然后突然變?yōu)榫鶆驕p少，這時機(jī)器人感覺到觸摸到的圖形是個向上凸起的角，當(dāng)觸摸圖二、圖三、中的圖形時機(jī)器人感覺到觸摸到了越來越凸起的角，機(jī)器人感覺到觸摸到的圖形的角越來越尖，在圖四中是圖中的圖形向圖三中的圖形變化的過程，這時機(jī)器人通過手的觸摸感覺到圖四中的角越來越尖，機(jī)器人能夠感覺圖形的變化，這時給機(jī)器人加入力的數(shù)值變化機(jī)器人就能感覺物體的軟硬和物體受力的變形過程，機(jī)器人應(yīng)該通過手對物體的觸摸在機(jī)器人腦中記憶各種物體圖形和對物體圖形觸摸的不同感覺同時還要記憶感覺到的各種物體圖形的變化，很多復(fù)雜的物體圖形都是由簡單的物體圖形構(gòu)成，所以機(jī)器人可以通過記憶簡單物體圖形的位置和各種變化來記憶復(fù)雜的物體圖形。
如果通過眼睛在機(jī)器人腦中形成了物體圖形，那么這個物體圖形的大小會隨著物體離機(jī)器人的遠(yuǎn)近而變化，但通過機(jī)器人的手在機(jī)器人腦中形成的同個物體圖形不會隨著物體離機(jī)器人的遠(yuǎn)近而變化，這樣機(jī)器人不論在哪個位置觸摸到了個熟悉的物體時機(jī)器人都能很快感覺、認(rèn)識和識別出這個物體。
我們在機(jī)器人腦中的自身圖形的腦中確定個點，從這個點發(fā)出條射線，這條射線的前端是機(jī)器人的注意點，注意點的形狀、大小隨觸摸到的物體而變化，如：有個圓圈中間有個點，機(jī)器人用手觸摸中間的圓點這時注意點上就是這個圓點的圖形，機(jī)器人用手觸摸圓點外的圓圈這時注意點上就是圓圈的圖形，機(jī)器人在注意點上對物體的觸摸圖形進(jìn)行記憶，反過來機(jī)器人腦中記憶的各種物體觸摸圖形都能夠按照需要出現(xiàn)在注意點上，既然機(jī)器人的腦能夠指揮機(jī)器人腦中的自身圖形手運(yùn)動，那么機(jī)器人的腦就樣能夠指揮腦中任意提取出的圖形手或其它物體圖形運(yùn)動，這樣機(jī)器人就能夠在注意點上提取出個圖形手來觸摸機(jī)器人腦中任意出現(xiàn)的物體圖形，對事情進(jìn)行回憶和思考，機(jī)器人腦中的注意點將引導(dǎo)機(jī)器人的行動。
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