簡述機器人如何看和如何識別物體

簡述機器人如何看和如何識別物體

外界物體通過機器人電子眼在機器人腦中形成的物體圖形，完全由像素點組成，機器人很難準確地識別出其中的物體圖形。

為了能夠讓機器人準確地識別出腦中的物體圖形，首先我們應該將這種由像素點組成的物體圖形轉(zhuǎn)化成機器人能夠直接識別的物體圖形，我們可以在機器人腦中制作出各種性質(zhì)的圖形微粒并記憶在機器人腦中，構(gòu)成液體的微粒是能夠流動的構(gòu)成固體的微粒是不流動的，軟物體的微粒能夠壓縮硬物體微粒不能壓縮等等，這些不同性質(zhì)的微粒能夠通過不同物體或液體的不同色彩、光澤和物體表面的特征來自動提取。

在這里我們只用一種固體性質(zhì)的微粒來說明機器人對物體的識別，例如：當機器人通過電子眼在腦中形成了一個正方形，這時機器人腦中就用記憶的微粒來自動填充這個正方形（下面我們稱填充出的物體圖形為物體微粒圖形），我們發(fā)現(xiàn)這個正方形這時已經(jīng)被提取出來，如果這時我們用顯示屏來觀察機器人腦中的這個正方形微粒圖形，我們會發(fā)現(xiàn)這個正方形微粒圖形的四個邊到顯示屏四個邊的距離很容易顯示出來，顯示屏的長和寬是不變的固定值，這樣計算機就能夠很容易計算出這個正方形的大小來。我們還需要在計算機中設定一個微粒的停留時間，就是說當一個由像素點構(gòu)成的圖形消失后和它對應的微粒圖形有一個停留時間，我們可以把這個停留時間設定為0.05秒，這時我們發(fā)現(xiàn)在機器人腦中正方形的像素點圖形在一張接一張地刷新，因為微粒有了停留時間這樣還沒有等這個正方形的微粒圖形消

失新的像素點圖形又產(chǎn)生了，因此正方形的微粒圖形這時只有一個。當我們把這個正方形在機器人眼前快速移動，這時在機器人腦中的這個正方形微粒圖形由于有停留時間所以會在機器人腦中產(chǎn)生同樣的快速移動，這是因為當我們快速移動這個正方形，正方形的像素點圖形刷新時就產(chǎn)生了錯位，這時由于這個正方形的微粒圖形還http://www.ishadingyu.com沒有消失，所以機器人腦中就將這個正方形微粒圖形進行移位來與這個正方形的像素點圖形對應，這樣這個正方形的微粒圖形就產(chǎn)生了移動。由于這個正方形微粒圖形的四個邊到顯示屏四個邊的距離很容易計算出來，所以不論這個正方形微粒圖形的大小如何變化位置如何移動機器人都能夠很容易知道。

機器人腦中知道了一個物體微粒圖形后就能夠記憶這個物體微粒圖形，這樣機器人腦中就存在了這個物體微粒圖形，如果有其他物體微粒圖形遮擋了這個物體微粒圖形，機器人通過記憶仍然能夠保持這個物體原樣，例如：在機器人周圍環(huán)境中有多個物體圖形，那么機器人腦中就會形成與之對應的多個物體微粒圖形，當這些物體移動時有時會互相遮擋，這時在機器人腦中的這些物體微粒圖形仍然保持原樣，這樣機器人就能夠知道物體微粒圖形被遮擋的部分。

我們可以在機器人腦中對距離設定一種感覺，就是說不同距離會在機器人身上引起一種不同的變化，如電流的變化，這樣機器人就會對腦中不同形狀和不同大小的物體產(chǎn)生不同的感覺，例如：一個正方形長和寬在感覺上是相同的，一個長方形長和寬的感覺不同，所以當機器人看到正方形和長方形的感覺不同。

機器人通過眼在機器人腦中形成了周圍環(huán)境的物體圖形，但機器人不能把環(huán)境圖形中的單個物體圖形提取出來，因為機器人的眼看到的每個物體圖形和周圍的環(huán)境圖形都連在一起，機器人根本無法區(qū)分其中的物體。

機器人通過手觸摸物體時能夠?qū)ξ矬w上的一個點、一條邊或一個面進行仔細觸摸，這樣就能夠?qū)ξ矬w的結(jié)構(gòu)特征有一個全面的認識，如：對正方體的認識，能夠通過對正方體每個邊的位置、長度比和表面的形狀的觸摸來識別和記憶正方體的特征。不論機器人身邊有多少物體，機器人的手總是對需要的單個物體進行觸摸識別，當通過觸摸識別出一個物體的某一部分，就能夠在機器人腦中提取出記憶的這個物體的完整觸摸圖形，這樣就能夠知道這個物體其它部分的樣子和大概的位置，提取出記憶的物體觸摸圖形能夠引導機器人手的運動，可以說機器人不知道該怎樣觸摸一個物體，但機器人腦中提取出了記憶的觸摸物體圖形，機器人就能夠知道手應該向物體的哪里觸摸。機器人用手觸摸一個物體目的就是要完全識別并確定這個物體，當機器人手剛接觸到一個物體時，可能會在機器人腦中出現(xiàn)多個記憶中的物體觸摸圖形，如：機器人手接觸到一個長方體的角，這時機器人識別了這個角，但具有這樣角的物體圖形有很多，這時機器人腦中提取出具有這樣角的最常見的物體觸摸圖形，如：正方體、長方體，可能通過進一步的觸摸發(fā)現(xiàn)這個物體并不是正方體和長方體，這時機器人腦中又通過觸摸確認物體圖形來識別并確定觸摸到的是什么物體。對于從來沒有觸摸過的物體來說，機器人腦中并沒有這個物體的觸摸圖形，這樣對這個物體的觸摸識別就比較費力，因為通過觸摸對物體的記憶是對物體的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等特征的記憶，所以對于從來沒有觸摸過的物

體也能確定它是什么，如：機器人只觸摸過邊長5厘米的正方體，那么當機器人觸摸到從來沒有觸摸過的邊長是10厘米的正方體時，機器人能夠根據(jù)正方體的特征來識別并確定這也是一個正方體而且會知道這個正方體較大。

一個具有比較復雜結(jié)構(gòu)的物體，是由各種簡單的結(jié)構(gòu)組合在一起形成的，機器人通過對一個物體各部分的觸摸認識后就能夠拆解和組合這個物體在機器人腦中形成的觸摸圖形。

機器人感覺到自己對物體的觸摸，實際是機器人腦中的觸摸點在跟隨機器人圖形的手對腦中物體圖形的觸摸。機器人腦中的自身圖形與機器人做同時相同的運動。機器人通過手觸摸物體，將觸摸到的變化轉(zhuǎn)化成電流的變化傳入到機器人腦中自身圖形的手上，因為機器人腦中的圖形手有明確的坐標位置，所以當機器人用手觸摸一個物體時就能夠在機器人腦中形成這個物體的觸摸圖形。觸摸圖形是由觸摸點來確定的，當機器人手的觸摸點都落在一個平面上機器人就確定觸摸到了一個平面，機器人的腦能夠按照觸摸點確定的平面填充出這個平面圖形。在機器人腦中形成的觸摸圖形雖然是位圖，但對每一個物體的觸摸圖形的存儲卻是對物體圖形的結(jié)構(gòu)和特征的存儲，這樣不但靈活而且占用的存儲空間很小。對于每一個記憶的物體圖形，都能夠通過提取物體圖形的結(jié)構(gòu)特征和填充空缺在機器人腦中組合出需要的物體圖形，反過來機器人能夠通過機器人腦中的觸摸點對腦中形成的物體圖形進行觸摸，認識一個物體的結(jié)構(gòu)特征并進行存儲。

如果機器人只通過眼并不能與物體直接接觸，這樣就不能了解和識別物體，但我們發(fā)現(xiàn)機器人通過眼形成的物體視覺圖形和通過手形成的物體觸摸圖形有很多相同處，它們都是位圖在圖形上有相同坐標

位置的變化。在機器人腦中形成兩個獨立的區(qū)，一個是視覺圖形區(qū)另一個是觸摸圖形區(qū)，一個物體通過機器人的眼和手分別在機器人腦中的視覺圖形區(qū)和觸摸圖形區(qū)形成這個物體的視覺圖形和觸摸圖形，這兩個圖形在不同的分區(qū)中坐標位置相同，這樣機器人的腦就能夠把這個物體的視覺圖形和觸摸圖形重合在一起，使機器人腦中記憶的物體圖形是帶有顏色的物體觸摸圖形，當機器人看到一個物體時就能夠在機器人腦中的觸摸區(qū)提取出這個物體的觸摸圖形，觸摸圖形與視覺圖形在坐標位置上重合在一起，這樣就使機器人看到的每一個物體圖形從視覺形成的環(huán)境圖形中分離出來，如：當機器人看一幅畫時雖然畫中的每一個物體圖像到機器人的距離相等，但在機器人腦中因為有相對應的物體觸摸圖形的提取，所以畫中的圖像在機器人腦中實際形成了立體的物體觸摸圖形，這樣機器人就能夠感覺到畫中物體的遠近，機器人看一幅畫時在腦中提取的觸摸圖形是立體的但視覺圖形是平面的，所以機器人能夠感覺到物體的遠近但視覺的立體感不強。

機器人的視覺和觸覺結(jié)合在一起，機器人就能夠通過視覺來觸摸和識別物體。

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