(本文中的机器人可以使用主体替换,大部分时候结论也成立)
机器人是一个目标导向系统,他的全部行为都围绕着如何合理地实现他的各种目标而展开。 机器人的行为可以分为两类:信息处理和动作执行。 信息处理部分是最有挑战性的部分。 梳理清楚信息的定义和作用对与设计机器人是非常重要的。
信息的定义
从机器人的角度来看,信息是对事物的描述。
信息需要使用特定的载体来承载,使用特定的编码来表达不同的描述。 信息描述的对象或事物称为信息的语义。 人类语言(口语)就是一种非常常见的信息。 语言的载体是声音(空气的震动),编码是人们日常生活中约定的各种表达方式,如普通话,各地方言,英语等等。
对于机器人来说,信息可以分为内部信息和外部信息两大部分。
所有外部信息都需要转化为内部信息后,才能被机器人的信息处理系统处理。
内部信息就是机器人内部的数据,一般包括机器人的经验,知识,
环境模型,目标描述等等。
外部信息是机器人与主体交流时,在特定的载体上使用特定的编码机制生成的信息。
常见的外部信息有语言,肢体语言,图像,视频等等。
我们可以从事物中提取出很多非常有价值的信息,也可以用各种事物来记录信息。
⚠️但是一般来说事物本身并算是信息。
信息可以描述客观存在的事物,也可以用来描述不存在的事物。 如”现在,我面前有一个iPad”描述的是客观存在的事物。 我更喜欢用我的MacBook来写博客,所以我很希望”现在我面前有一台MacBook”。 后面这个信息描述的就是不存在的事物。
信息的作用
任何事物的作用,都是相对于某一个目标而言的。 对于目标导向的机器人来说,信息的作用体现在很多方面, 最终全部都要体现在如何让机器人完成给定的目标上来。
内部信息的作用
- 描述目标及其完成状态。
大部分目标实际上就是对未来某一时刻某一位置的相关事物的期望状态的描述。
还有不少目标是对事物之间的各类关系的描述。
主体需要通过特定的方式,把这些描述标记为目标,并追踪其实现状态。 - 描述环境的状态。
对物体的位置,大小,动态和静态特性建模。
对周边的温度,湿度,磁场,力场等等进行建模。
对环境中的主体,安全性进行建模等等。 - 描述环境中的规律。
对周边的物体的运行规律建模。
对周边人物的性格和为人处事规律进行建模。
对宇宙中的各种物理,化学,人文现象进行建模。 - 描述推理过程和执行计划。
记录推理过程,使得主体得以回顾和总结寻找解决问题的过程中高效和低效的做法, 从而提高未来解决类似问题的效率。
对执行计划的描述使得主体得以”有效”的行动来改变世界,达成目标。
外部信息的作用
- 信息交换使得每个主体能够获取的知识远远大于主体自己独自探索世界能获取到的。
- 信息交互使得主体之间有效合作成为可能。
主体之间相互合作能够完成很多单一主体无法完成的任务。 有效的合作需要合理的分工,配合,这一切都依赖主体之间有效的信息交互。
信息理解
这个话题参考”关于理解”的博客