简述机器人如何看和如何识别物体

简述机器人如何看和如何识别物体

外界物体通过机器人电子眼在机器人脑中形成的物体图形，完全由像素点组成，机器人很难准确地识别出其中的物体图形。

为了能够让机器人准确地识别出脑中的物体图形，首先我们应该将这种由像素点组成的物体图形转化成机器人能够直接识别的物体图形，我们可以在机器人脑中制作出各种性质的图形微粒并记忆在机器人脑中，构成液体的微粒是能够流动的构成固体的微粒是不流动的，软物体的微粒能够压缩硬物体微粒不能压缩等等，这些不同性质的微粒能够通过不同物体或液体的不同色彩、光泽和物体表面的特征来自动提取。

在这里我们只用一种固体性质的微粒来说明机器人对物体的识别，例如：当机器人通过电子眼在脑中形成了一个正方形，这时机器人脑中就用记忆的微粒来自动填充这个正方形（下面我们称填充出的物体图形为物体微粒图形），我们发现这个正方形这时已经被提取出来，如果这时我们用显示屏来观察机器人脑中的这个正方形微粒图形，我们会发现这个正方形微粒图形的四个边到显示屏四个边的距离很容易显示出来，显示屏的长和宽是不变的固定值，这样计算机就能够很容易计算出这个正方形的大小来。我们还需要在计算机中设定一个微粒的停留时间，就是说当一个由像素点构成的图形消失后和它对应的微粒图形有一个停留时间，我们可以把这个停留时间设定为0.05秒，这时我们发现在机器人脑中正方形的像素点图形在一张接一张地刷新，因为微粒有了停留时间这样还没有等这个正方形的微粒图形消

失新的像素点图形又产生了，因此正方形的微粒图形这时只有一个。当我们把这个正方形在机器人眼前快速移动，这时在机器人脑中的这个正方形微粒图形由于有停留时间所以会在机器人脑中产生同样的快速移动，这是因为当我们快速移动这个正方形，正方形的像素点图形刷新时就产生了错位，这时由于这个正方形的微粒图形还没有消失，所以机器人脑中就将这个正方形微粒图形进行移位来与这个正方形的像素点图形对应，这样这个正方形的微粒图形就产生了移动。由于这个正方形微粒图形的四个边到显示屏四个边的距离很容易计算出来，所以不论这个正方形微粒图形的大小如何变化位置如何移动机器人都能够很容易知道。

机器人脑中知道了一个物体微粒图形后就能够记忆这个物体微粒图形，这样机器人脑中就存在了这个物体微粒图形，如果有其他物体微粒图形遮挡了这个物体微粒图形，机器人通过记忆仍然能够保持这个物体原样，例如：在机器人周围环境中有多个物体图形，那么机器人脑中就会形成与之对应的多个物体微粒图形，当这些物体移动时有时会互相遮挡，这时在机器人脑中的这些物体微粒图形仍然保持原样，这样机器人就能够知道物体微粒图形被遮挡的部分。

我们可以在机器人脑中对距离设定一种感觉，就是说不同距离会在机器人身上引起一种不同的变化，如电流的变化，这样机器人就会对脑中不同形状和不同大小的物体产生不同的感觉，例如：一个正方形长和宽在感觉上是相同的，一个长方形长和宽的感觉不同，所以当机器人看到正方形和长方形的感觉不同。

机器人通过眼在机器人脑中形成了周围环境的物体图形，但机器人不能把环境图形中的单个物体图形提取出来，因为机器人的眼看到的每个物体图形和周围的环境图形都连在一起，机器人根本无法区分其中的物体。

机器人通过手触摸物体时能够对物体上的一个点、一条边或一个面进行仔细触摸，这样就能够对物体的结构特征有一个全面的认识，如：对正方体的认识，能够通过对正方体每个边的位置、长度比和表面的形状的触摸来识别和记忆正方体的特征。不论机器人身边有多少物体，机器人的手总是对需要的单个物体进行触摸识别，当通过触摸识别出一个物体的某一部分，就能够在机器人脑中提取出记忆的这个物体的完整触摸图形，这样就能够知道这个物体其它部分的样子和大概的位置，提取出记忆的物体触摸图形能够引导机器人手的运动，可以说机器人不知道该怎样触摸一个物体，但机器人脑中提取出了记忆的触摸物体图形，机器人就能够知道手应该向物体的哪里触摸。机器人用手触摸一个物体目的就是要完全识别并确定这个物体，当机器人手刚接触到一个物体时，可能会在机器人脑中出现多个记忆中的物体触摸图形，如：机器人手接触到一个长方体的角，这时机器人识别了这个角，但具有这样角的物体图形有很多，这时机器人脑中提取出具有这样角的最常见的物体触摸图形，如：正方体、长方体，可能通过进一步的触摸发现这个物体并不是正方体和长方体，这时机器人脑中又通过触摸确认物体图形来识别并确定触摸到的是什么物体。对于从来没有触摸过的物体来说，机器人脑中并没有这个物体的触摸图形，这样对这个物体的触摸识别就比较费力，因为通过触摸对物体的记忆是对物体的结构、性质等特征的记忆，所以对于从来没有触摸过的物

体也能确定它是什么，如：机器人只触摸过边长5厘米的正方体，那么当机器人触摸到从来没有触摸过的边长是10厘米的正方体时，机器人能够根据正方体的特征来识别并确定这也是一个正方体而且会知道这个正方体较大。

一个具有比较复杂结构的物体，是由各种简单的结构组合在一起形成的，机器人通过对一个物体各部分的触摸认识后就能够拆解和组合这个物体在机器人脑中形成的触摸图形。

机器人感觉到自己对物体的触摸，实际是机器人脑中的触摸点在跟随机器人图形的手对脑中物体图形的触摸。机器人脑中的自身图形与机器人做同时相同的运动。机器人通过手触摸物体，将触摸到的变化转化成电流的变化传入到机器人脑中自身图形的手上，因为机器人脑中的图形手有明确的坐标位置，所以当机器人用手触摸一个物体时就能够在机器人脑中形成这个物体的触摸图形。触摸图形是由触摸点来确定的，当机器人手的触摸点都落在一个平面上机器人就确定触摸到了一个平面，机器人的脑能够按照触摸点确定的平面填充出这个平面图形。在机器人脑中形成的触摸图形虽然是位图，但对每一个物体的触摸图形的存储却是对物体图形的结构和特征的存储，这样不但灵活而且占用的存储空间很小。对于每一个记忆的物体图形，都能够通过提取物体图形的结构特征和填充空缺在机器人脑中组合出需要的物体图形，反过来机器人能够通过机器人脑中的触摸点对脑中形成的物体图形进行触摸，认识一个物体的结构特征并进行存储。

如果机器人只通过眼并不能与物体直接接触，这样就不能了解和识别物体，但我们发现机器人通过眼形成的物体视觉图形和通过手形成的物体触摸图形有很多相同处，它们都是位图在图形上有相同坐标

位置的变化。在机器人脑中形成两个独立的区，一个是视觉图形区另一个是触摸图形区，一个物体通过机器人的眼和手分别在机器人脑中的视觉图形区和触摸图形区形成这个物体的视觉图形和触摸图形，这两个图形在不同的分区中坐标位置相同，这样机器人的脑就能够把这个物体的视觉图形和触摸图形重合在一起，使机器人脑中记忆的物体图形是带有颜色的物体触摸图形，当机器人看到一个物体时就能够在机器人脑中的触摸区提取出这个物体的触摸图形，触摸图形与视觉图形在坐标位置上重合在一起，这样就使机器人看到的每一个物体图形从视觉形成的环境图形中分离出来，如：当机器人看一幅画时虽然画中的每一个物体图像到机器人的距离相等，但在机器人脑中因为有相对应的物体触摸图形的提取，所以画中的图像在机器人脑中实际形成了立体的物体触摸图形，这样机器人就能够感觉到画中物体的远近，机器人看一幅画时在脑中提取的触摸图形是立体的但视觉图形是平面的，所以机器人能够感觉到物体的远近但视觉的立体感不强。

机器人的视觉和触觉结合在一起，机器人就能够通过视觉来触摸和识别物体。