3.智力水平決定智能機器人的發展代別

高智能是人類進化的方向，同時也是現代智能機器人發展的方向。科學家們一直致力于智能思維的探究，試圖通過一種全新的算法來改變機器人的機械思維，讓智能機器人像人類那樣獨立思考，具有喜怒哀樂。如今，隨著機器人技術的不斷成熟，智能機器人的形式也越來越多樣，根據機器人智能程度的不同，科學家們把智能機器人分成了許多種類，而這些種類也從側面反映了智能機器人的發展方向。

（1）工業機器人

工業機器人是智能機器人的起點，這類機器人比較“死板”，沒有任何自主意識和判斷過程，只是根據人們的規定，按照程序命令，按步驟完成工作。無論在特殊環境下，還是在普通環境下，這類機器人都不能根據外界環境的變化來調整自身的動作，它們更多的是體現自身的機械性能。只要人不改變程序，機器人就不會改變程序，更不會在行為動作上有所改變。所以，這樣的機器人還不能稱作智能機器人，但它卻是智能機器人的基礎。

（2）初級智能機器人

與工業機器人不同，初級智能機器人已經擁有一些與人相似的特性。比如，它可以感知和識別物體，也可以對一件事情進行推理和判斷。最重要的是，當外界環境發生變化時，它能根據所獲得的外界數據以及自身的實際情況，在一定程度上自行修改計算機程序。換而言之，這類智能機器人可以根據外界環境變化，進行自我調整，從而應對突發狀況。然而，這類機器人尚未達到擁有自我規劃能力的程度。對于這種初級智能機器人，科學家們對它的研究已經日漸成熟，因此，它的實用水平也越來越高。

（3）高級智能機器人

高級智能機器人一直是科學界所努力的方向。與初級智能機器人相比，高級智能機器人擁有更高的智力，這種更高的智力體現在它們的感覺更敏銳，它們的識別更準確，它們的推理更深入，它們的判斷更正確。當外部環境發生變化時，高級智能機器人會根據所獲得的外部信息，自動進行程序修改，從而應對不同的情況。高級智能機器人是初級智能機器人的強化版，但它們之間也有本質上的不同，比如初級智能機器人修改程序的原則是本身就有的，或者說是由機器人創造者通過機器人內部結構或原始程序規定的，但高級智能機器人則不然。因為高級智能機器人修改程序的原則是由機器人本身控制的，高級機器人根據從書上或從別人的話語中學習到的知識，或者根據相關經歷總結出的經驗來獲取程序修改的原則。從這一點可以看出，高級智能機器人比初級智能機器人擁有更高的自主性，因此它也更智能。從本質上來說，初級智能機器人還是要依靠人為因素來執行工作和任務。而高級智能機器人已經擁有自動規劃的能力，它會擁有和人相似的自主性。比如，累的時候，它們就會自動休眠為自己充電；在工作中遇到危險時，它們就會主動停下來；它們還會根據時間和天氣來安排自己的工作等。因為這種特性，人們又將高級智能機器人稱為“高級自律機器人”。

目前，人工智能在機器人上的應用已經取得了較大的成果，但很多控制論專家卻認為，智能機器人還沒有達到人工智能的極限水平。造成這一問題的原因有很多，一方面由于計算機技術水平有限，計算機的運算速度無法達到智能思維的速度；另一方面，感覺傳感器的種類太少，一些特殊的感覺無法被捕捉。此外，人們缺少機器人智能程序的設計思想，因此，還沒有程序可以使機器人的行為更加智能。這是因為，人類至今還沒有破譯自身的思維過程，哪怕是最簡單的思維過程。人類對自身智能的認識十分有限，更不可能掌握思維的規律，去提升智能機器人思維的速度。所以，要想使機器人更加智能，人類首先要徹底弄明白自己的思維規律。

人類研究智能機器人的方向是使智能機器人在各種特殊的環境中都可以生活。針對這一目標，人類加強了對認識以及自我認識的研究，研究的成果有等級自適應系統學說等。在設計智能機器人時，要首先了解人類大腦如何控制身體，這也是該種設計的理論基礎。從機械角度來說，人類身體的自由度高達200多個。當我們跳舞、唱歌、行走、游泳時，大腦每時每刻都要發號施令和處理信息嗎？實際上，這個問題的答案是否定的，大腦并不會參與到人類運動的所有環節中，有些簡單的動作還不需要用到大腦。大腦不會監督我們所有的運動部位，因為有些部位關系到的機制水平太低，遠遠達不到大腦管理的要求。例如，如果一個人用手去觸摸火焰，他的手會迅速縮回來，在這個過程中，“把手縮回來”這個指令并不是大腦所發出的，因為在大腦意識到疼痛時，指令就已經被發出。

大腦的聰明之處在于它不會參與到所有的控制過程中，它只會合理高效地控制自主的意識過程。學習能力是大腦必備的能力之一，同時，它也是組織控制的主要原則。學習能力是一種對未知環境和變化的適應能力，它既是人類機體所固有的，也是機體的器官和功能所固有的，當一種問題要多次進行解決時，這種適應能力是不可替代的。因此，適應能力對人類乃至整個生物界都是極其重要的。而控制機器人就需要這種適應能力，要使智能機器人獲得更高的智力，就要讓機器人的組織機制模仿人的運動能力、學習能力以及適應能力。一般來說，建立機器人控制的等級需要從三個功能上進行合理分配，這種分配發生在智能機器人各個等級水平和子系統之間。第一是知覺功能分配，這種分配是機器人智能化的基礎；第二是信息處理功能分配，這種分配是機器人智能化的關鍵；第三是控制功能分配，這種分配是機器人智能化的重點。

高級智能機器人具有大規模處理能力，這些能力要求機器人在處理和控制信息時堅持完全統一的算法，但這種算法往往是低效的。對于這種問題，科學家們創造出了等級自適應結構，該結構的好處在于可以極大地提高智能機器人的控制質量，使機器人能夠做出高速的運動，從而提高自身的行動效率。另外，等級自適應結構還可以極大地降低不定性水平，使智能機器人的性能更加穩定。

高級智能機器人既需要充分發揮各個等級的作用，又需要發揮各個子系統的作用，因此，在這個過程中，就需要讓智能機器人在核心上處理的信息盡量少。當機器人的核心算法能夠各司其職，各盡其責，那么它本身的不定性就會大大降低，從而更加出色地完成任務。

總而言之，高智能是未來機器人的重要特征，也是科學家正在為之努力的方向。人們根據智力水平為機器人制定了不同的代別，從低到高依次為工業機器人、初級智能機器人、高級智能機器人。目前，人類的研究水平還只停留在初級智能機器人階段，不過未來，人類會從生物思維控制的方法著手，利用各種先進的技術手段，最終實現機器人的高級智能化。