1.1 定義機(jī)器人的7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

　　在開始著手于機(jī)器人編程任務(wù)之前，需要明確是什么讓一個(gè)機(jī)器人能真正被稱作機(jī)器人。那么，什么時(shí)候才能讓一個(gè)自操作的軟件控制裝置有資格成為一個(gè)機(jī)器人呢？在ASC（Advanced Software Construction公司，作者為機(jī)器人和軟件機(jī)器人打造智能引擎的地方），一臺(tái)機(jī)器需要滿足以下7個(gè)標(biāo)準(zhǔn)：

　　1.通過編程，應(yīng)具備以一種或多種方式感知外部或內(nèi)部環(huán)境的能力。

　　2.其行為、動(dòng)作和控制是執(zhí)行一組程序指令的結(jié)果，并可重復(fù)編程。

　　3.通過編程，應(yīng)具備以一種或多種方式來影響外部環(huán)境、與外部環(huán)境交互或者在外部環(huán)境中進(jìn)行操作的能力。

　　4.應(yīng)擁有自己的電源。

　　5.應(yīng)具備一種語言，它適合表示離散指令和數(shù)據(jù)并支持編程。

　　6.一旦啟動(dòng)，無需外部干預(yù)即具備執(zhí)行程序的能力。

　　7.必須是一個(gè)沒有生命的機(jī)器。

　　下面將詳細(xì)闡釋上述標(biāo)準(zhǔn)。

　　標(biāo)準(zhǔn)1：感知環(huán)境一個(gè)有用或有效的機(jī)器人應(yīng)具有一些感知、測(cè)量、評(píng)估或監(jiān)測(cè)環(huán)境與態(tài)勢(shì)的方法。機(jī)器人計(jì)劃執(zhí)行的任務(wù)決定了其需要什么感知，以及如何在所處環(huán)境中利用這些感知。它可能需要識(shí)別環(huán)境中的對(duì)象、記錄或區(qū)分聲音、測(cè)量遇到的物質(zhì)、通過觸碰定位或規(guī)避物體等。在某種程度上，如果缺少感知環(huán)境與態(tài)勢(shì)的能力，機(jī)器人將很難完成任務(wù)。當(dāng)然，除了具有一些感知環(huán)境與態(tài)勢(shì)的方法之外，機(jī)器人還必須具有接受指令的能力，諸如如何、何時(shí)、何地以及為何使用其感知等。

　　標(biāo)準(zhǔn)2：可編程的動(dòng)作和行為應(yīng)要有給機(jī)器人指令的描述方法：執(zhí)行什么動(dòng)作何時(shí)執(zhí)行動(dòng)作何地執(zhí)行動(dòng)作何種情形下執(zhí)行動(dòng)作如何執(zhí)行動(dòng)作通過本書可知，對(duì)機(jī)器人編程相當(dāng)于給機(jī)器人一系列關(guān)于是什么、何時(shí)、何地、為什么和如何執(zhí)行動(dòng)作問題的一組指令。

　　標(biāo)準(zhǔn)3：改變環(huán)境、與環(huán)境交互或作用于環(huán)境一個(gè)有用的機(jī)器人不但需要感知環(huán)境，而且在某種程度上要改變其所處的環(huán)境或態(tài)勢(shì)。換言之，一個(gè)機(jī)器人應(yīng)能夠通過行動(dòng)改變某些東西或利用某些東西來完成任務(wù)，否則就是無用的。采取行動(dòng)或執(zhí)行任務(wù)的過程應(yīng)影響或作用于環(huán)境，否則就無法得知機(jī)器人的行動(dòng)是否有效。一個(gè)機(jī)器人的行動(dòng)以某種可測(cè)量的方式改變其所處環(huán)境、場(chǎng)景或態(tài)勢(shì)，并且這種改變是向機(jī)器人發(fā)出一組指令后直接的結(jié)果。

　　標(biāo)準(zhǔn)4：具備電源機(jī)器人的主要功能之一是執(zhí)行某種動(dòng)作，這就需要消耗機(jī)器人的能量。能量應(yīng)來自某種電源，比如電池、電力、風(fēng)力、水力和太陽能等。只有電源持續(xù)提供能量，機(jī)器人才能操作和執(zhí)行動(dòng)作。

　　標(biāo)準(zhǔn)5：適用于表示指令和數(shù)據(jù)的語言一個(gè)機(jī)器人需要給定一系指令以確定如何、何時(shí)、何地以及在何種態(tài)勢(shì)或場(chǎng)景下執(zhí)行什么動(dòng)作。有些指令是硬連接于機(jī)器人的，并且不論機(jī)器人處于何種情況，只要其有主動(dòng)電源便會(huì)一直執(zhí)行這些指令。這是機(jī)器人的機(jī)械部分。常規(guī)機(jī)器與機(jī)器人之間最重要的差異之一表現(xiàn)為：機(jī)器人可以接收新指令而不用重建或改變硬件，也無需重新連接。機(jī)器人擁有接收指令和命令的語言，該語言應(yīng)能夠表示命令和數(shù)據(jù)以描述機(jī)器人的環(huán)境、情景或態(tài)勢(shì)。機(jī)器人的語言裝置應(yīng)允許給定指令而無需物理連接，即機(jī)器人可以通過一組指令實(shí)現(xiàn)再編程。

　　標(biāo)準(zhǔn)6：無需外部干預(yù)的自主性我們堅(jiān)持本條是定義機(jī)器人的硬性標(biāo)準(zhǔn)，雖然此觀點(diǎn)仍有爭議。我們認(rèn)為，真正的機(jī)器人是完全自主的，但該觀點(diǎn)并未得到所有機(jī)器人專家的認(rèn)同。圖1-1源自機(jī)器人新兵訓(xùn)練營，它給出了機(jī)器人操作的兩種基本分類。