人工智能在智能機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用

劉麗娜

（哈爾濱遠(yuǎn)東理工學(xué)院，哈爾濱 150025）

1 引言

隨著人工智能技術(shù)與機(jī)器人技術(shù)的飛速發(fā)展，智能機(jī)器人成為了人們的重要研究領(lǐng)域，眾多研究人員都在為機(jī)器人系統(tǒng)如何更好地成為人類(lèi)的輔助工具而努力。因此，適時(shí)進(jìn)行人工智能機(jī)器人系統(tǒng)研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

2 人工智能及機(jī)器人的概念

所謂人工智能，是指利用計(jì)算機(jī)技術(shù)，通過(guò)編制計(jì)算機(jī)程序，對(duì)人類(lèi)的智慧進(jìn)行模擬，實(shí)現(xiàn)原來(lái)只有人才能完成的復(fù)雜任務(wù)。人工智能不僅模擬了人類(lèi)的智慧，還能延伸，甚至拓展人類(lèi)智慧，例如圍棋程序AlphaGo先后戰(zhàn)勝了李世石和柯潔，充分體現(xiàn)了人工智能技術(shù)的強(qiáng)大。

所謂機(jī)器人，是指一種利用程序控制的機(jī)電設(shè)備，一般通過(guò)模擬人類(lèi)的一項(xiàng)或多項(xiàng)功能來(lái)完成簡(jiǎn)單的具有可重復(fù)特點(diǎn)的任務(wù)。如果人們想利用機(jī)器人完成較復(fù)雜的任務(wù)，就需要借助人工智能技術(shù)來(lái)提高機(jī)器人的智能化水平，例如機(jī)器學(xué)習(xí)、智能識(shí)別和判斷決策等。

3 人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)

3.1 更智能的模式識(shí)別

人工智能能夠使模式識(shí)別更智能，能夠充分利用計(jì)算機(jī)技術(shù)模擬人類(lèi)的感官，使得數(shù)據(jù)采集、特征提取和智能識(shí)別等過(guò)程更加智能化，更準(zhǔn)確的對(duì)文字、圖形和聲音等進(jìn)行模式識(shí)別。

3.2 更聰明的機(jī)器視覺(jué)

人工智能不僅能夠使模式識(shí)別更智能，還能夠使基于模式識(shí)別技術(shù)的機(jī)器視覺(jué)變得更聰明，不僅能夠有效地模擬人的基本視覺(jué)能力，還能聰明地模仿人類(lèi)的理解能力，對(duì)周?chē)目臻g、景物和障礙進(jìn)行智能的識(shí)別。

3.3 更高效的機(jī)器學(xué)習(xí)

人工智能賦予了計(jì)算機(jī)更高效的學(xué)習(xí)能力，使得計(jì)算機(jī)程序能夠利用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和對(duì)自身功能的調(diào)整，從而適應(yīng)環(huán)境的變化，彌補(bǔ)系統(tǒng)最初的設(shè)計(jì)缺陷，提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3.4 更復(fù)雜的問(wèn)題求解

人工智能賦予了計(jì)算機(jī)能夠處理更復(fù)雜問(wèn)題的能力，提高了計(jì)算機(jī)處理復(fù)雜問(wèn)題的效率。首先，人工智能使得計(jì)算機(jī)程序能夠通過(guò)機(jī)器學(xué)習(xí)建立策略網(wǎng)絡(luò)，使其具備判斷和推理的能力。然后，通過(guò)大量的數(shù)據(jù)訓(xùn)練，使得計(jì)算機(jī)程序通過(guò)人工干預(yù)修改參數(shù)優(yōu)化前邊建立的策略網(wǎng)絡(luò)，直到該計(jì)算機(jī)程序具備了較好地處理特定復(fù)雜問(wèn)題的能力。最后，通過(guò)更多的數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，使得計(jì)算機(jī)程序在無(wú)人干預(yù)的情況下自動(dòng)修改參數(shù)優(yōu)化策略網(wǎng)絡(luò)，更好地處理特定的復(fù)雜問(wèn)題。

4 人工智能在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用策略

4.1 利用人工智能強(qiáng)化語(yǔ)音識(shí)別能力

目前，機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)無(wú)雜音的語(yǔ)音識(shí)別處理較好，但對(duì)有雜音的語(yǔ)音不能進(jìn)行有效地識(shí)別，尤其是多人同時(shí)發(fā)出不同命令的情況下，機(jī)器人系統(tǒng)很難進(jìn)行有效地識(shí)別，通常識(shí)別失敗。因此，本文提出多利用人工智能技術(shù)對(duì)聽(tīng)覺(jué)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和過(guò)濾，分析過(guò)濾周?chē)h(huán)境的噪聲，強(qiáng)化機(jī)器人的語(yǔ)音識(shí)別能力。另外，對(duì)于多人同時(shí)發(fā)出語(yǔ)音命令的情況下，首先通過(guò)人工智能技術(shù)區(qū)分不同的說(shuō)話人，然后查詢自身數(shù)據(jù)庫(kù)中事先存儲(chǔ)的主人優(yōu)先級(jí)，最后執(zhí)行主人優(yōu)先級(jí)高的命令。

4.2 利用人工智能模擬人類(lèi)的理解能力

目前，機(jī)器人系統(tǒng)能夠模擬人類(lèi)的基本視覺(jué)能力，但對(duì)人類(lèi)的理解能力還不能進(jìn)行有效地模擬，尤其在光照不穩(wěn)、雷電、下雨和下雪的環(huán)境下，機(jī)器人系統(tǒng)很難進(jìn)行有效地視覺(jué)模擬和理解，通常出現(xiàn)理解錯(cuò)誤。因此，本文提出以下幾點(diǎn)策略：第一，利用人工智能技術(shù)對(duì)視覺(jué)傳感器采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和過(guò)濾，分析過(guò)濾由于光線閃爍造成影響，提高機(jī)器人系統(tǒng)的視覺(jué)模擬和理解能力。第二，利用人工智能技術(shù)配合雷達(dá)技術(shù)提高機(jī)器人系統(tǒng)在雷電和雨雪天氣下的機(jī)器視覺(jué)處理能力。第三，利用人工智能技術(shù)，通過(guò)智能圖像處理算法去除雨雪天氣對(duì)機(jī)器人系統(tǒng)的視覺(jué)模擬和理解功能的影響。

4.3 利用人工智能提高機(jī)器人系統(tǒng)的自主學(xué)習(xí)能力

不具備自主學(xué)習(xí)能力的機(jī)器人系統(tǒng)只能完成功能單一的簡(jiǎn)的任務(wù)，當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化時(shí)很難及時(shí)自動(dòng)改變功能來(lái)適應(yīng)環(huán)境，因此本文提出利用人工智能技術(shù)強(qiáng)化機(jī)器人系統(tǒng)的學(xué)習(xí)能力，增強(qiáng)其信息處理能力，使其具備自主學(xué)習(xí)能力。當(dāng)環(huán)境發(fā)生變化是，機(jī)器人系統(tǒng)能夠及時(shí)對(duì)自身功能進(jìn)行調(diào)整，從而適應(yīng)環(huán)境的變化，彌補(bǔ)最初功能設(shè)計(jì)的不足，提高機(jī)器人的運(yùn)行效率。

4.4 利用人工智能優(yōu)化路徑規(guī)劃能力

利用人工智能技術(shù)可以增強(qiáng)機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)復(fù)雜問(wèn)題的處理能力，提高機(jī)器人目標(biāo)定位和路徑規(guī)劃的能力。首先，人工智能技術(shù)能夠使得機(jī)器人系統(tǒng)更準(zhǔn)確地識(shí)別目標(biāo)，從而更精確地進(jìn)行目標(biāo)定位。其次，人工智能技術(shù)能夠使得機(jī)器人系統(tǒng)更明確地確定自身在環(huán)境中的位置，從而能夠更好地進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別與跟蹤。然后，人工智能技術(shù)能夠使得機(jī)器人系統(tǒng)更充分地了解周?chē)沫h(huán)境，從而更好地躲避障礙和危險(xiǎn)。最后，利用人工智能技術(shù)進(jìn)行最短路徑和最佳用時(shí)等情況的分析，智能快速地進(jìn)行路徑規(guī)劃。

5 結(jié)束語(yǔ)

文章介紹了人工智能及機(jī)器人的概念，闡述了人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，提出了人工智能在機(jī)器人系統(tǒng)中的應(yīng)用策略。經(jīng)過(guò)近一年的研究實(shí)踐，發(fā)現(xiàn)文章提出的應(yīng)用策略能夠有效地提高機(jī)器人系統(tǒng)對(duì)信息的處理能力，提高機(jī)器人系統(tǒng)的控制能力，提升機(jī)器人系統(tǒng)的工作效率，具有一定的推廣價(jià)值。