机器人博览＿中国科普博览

水下联网

　　美国国家标准局参加了国防高级研究计划局海军技术处资助的旨在保证大量水下机器人组成的各水下机器人组共同工作的计划。计划的第一个阶段进行另外由两台同样的机器人组成的一个组的实验，机器人上装有计算机，配有独立协调工作的人工智能性程序。

　　机器人控制系统按功能分为三个子系统：传感器信息处理子系统，“世界模型”建立子系统和任务分解子系统。有关周围环境和机器人内部状态的传感器信息用来不断更新作为机器人世界模型基础的数据库。后者还可以用来预报未来的情况和任务分解子系统用来实时规划机器人的行动和执行相应的动作。

　　整个控制系统是按递阶结构建立的，从而可以把初始的目标任务变换为对驱动装置，传感器，通信设备的指令。最高级是“任务级”，确定各个协调工作的机器人组的共同工作。下一级是“组级”，把这一共同任务变为每个机器人的任务。完成这些任务的“机器人级”形成水下机器人的基本运动和其他动作。“基本动作级”建立机器人的相应的中间姿态（位置和姿势）序列，据此，下一个“原始动作级”计算出平滑的轨迹，平稳的速度和加速度。最后，最低级“伺服控制级”把这些数据变换成信号，送至驱动装置，传感器和其他仪器设备。

　　传感器子系统规划单元编制接通和断开被动与主动定位传感器的时间表。在计划的这一阶段中，这些时间表只是简单的从数据库中调出，而下一步将生成这些时间表，同时要考虑定位器获得测量值的价值和迫切性，在接通主动传感器时自身被发现的危险性和测量时所需要的能耗。

　　世界模型由两个重要部分组成：（1）存有关于外界和机器本身状态信息的数据库总和；（2）数据库更新，基于数据库的情况预测和为回答规划和动作执行单元的提问对数据库内的信息进行检索等的程序。

　　任务分解子系统的功能主要有：（1）把所有的机器人分组；（2）确定不是完成全部任务序列而是漏掉其中某些任务的可能性和合理性；（3）粗略描述各个航线和执行任务的战术；（4）确定下一步规划的优先参数。

　　我们可以看到，运用上面的方法在情景复杂的组内协调工作的机器人数目增加时，会遇到很大的困难。在这种情况下，一般是指定一台机器人作为“任务的指挥员”，而在每组指定一台机器人作为“组长”，相应地把规划分为任务级和组级。这样，就可以对各台机器人的动作进行协调，即使是在机器人的数据库不同的情况下也能得到很好的效果。