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作者：VíctorMayoral-Vilches跟GiulioCorradi，賽靈思公司

連載一：甚么是自順應(yīng)機器人？

機器人是一種體系級的體系，它由感知周邊環(huán)境的傳感器、依據(jù)感知采取行動的致動器跟擔任處置懲罰數(shù)據(jù)的計較組成，用于對其使用做出聯(lián)貫同等的相應(yīng)。正在很大水平上機器人技巧是一種系統(tǒng)集成的藝術(shù)，從軟件的角度跟硬件的角度看皆是如斯。以往的研討展現(xiàn)，正在機器人范疇中多達70%的資源被用于集成，而不是用于開辟終極使用。直到比來，跟著較低端的工業(yè)機器人走向大規(guī)模普及化，機器人公司才起頭正在硬件根底上側(cè)重軟件開發(fā)。盡管如此，機器人依然是高度專業(yè)化的體系，致力于以高可靠性跟高精度履行一系列使命。是以，機器人外部的硬件跟軟件才能之間的關(guān)聯(lián)非常緊張。

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大多數(shù)機器人經(jīng)由過程外部收集交流信息并知足時序要求。從這類意思上來說，機器人屬于工夫敏感型收集。

自順應(yīng)機器人是指那些可能勝利應(yīng)答新情況的機器人。要成為一個貨真價實的自順應(yīng)機器人，必需具有以下三大基本特征中至少一個：自順應(yīng)行動、自順應(yīng)電機一體化、自順應(yīng)計較。擁有悉數(shù)三大基本特征的機器人，則可被視為“全自順應(yīng)機器人”。

總而言之，機器人是可能以高可靠性跟高精度履行一系列使命的高度專業(yè)化的體系。機器人外部的硬件跟軟件才能之間的關(guān)聯(lián)非常緊張。是以，為機器人體系取舍適合的計較平臺至關(guān)重要。該平臺既要可能簡化系統(tǒng)集成、合乎功耗需要，同時也要可能順應(yīng)機器人使用不休變更的需要。

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自順應(yīng)電機一體化（AdapTIvemechatronics）是一個業(yè)已存在數(shù)十年的觀點。Gosselin從機器的角度商量這個課題，并將自順應(yīng)體系界說為可能勝利相應(yīng)新情況的體系。另外，他借將自順應(yīng)機器人機械系統(tǒng)界說為自順應(yīng)體系，即經(jīng)由過程高度依附機器屬性，可能順應(yīng)內(nèi)部的新情況。Gosselin供給了各類地道依賴機器機關(guān)的自順應(yīng)機器人體系的雛形示例，包羅自順應(yīng)機器人腳。另外，Ivanov也從雜機器角度研討自順應(yīng)機器人，正在研討中他發(fā)起自順應(yīng)機器人應(yīng)思量利用自順應(yīng)電力驅(qū)動安裝，依據(jù)載荷轉(zhuǎn)變電力驅(qū)動安裝的輸出。他將這類自順應(yīng)行動定名為自調(diào)節(jié)，并認為自順應(yīng)電力驅(qū)動安裝能正在機器人使用中實現(xiàn)下能效。經(jīng)由過程采取傳感器輸入節(jié)制機制將這項研討延長到電機一體化范疇，發(fā)生了一項有關(guān)采取傳感器反應(yīng)實現(xiàn)自順應(yīng)機器人節(jié)制的研討。示例包羅視覺反應(yīng)或力傳感器反應(yīng)等。

機器人的自順應(yīng)行動并不是新奇觀點。它可追溯到上世紀80年月中期Brooks提出的基于行動的機器人方式跟他的容納式架構(gòu)（subsumpTIonarchitecture）。正在上世紀90年月，分歧的研討小組皆正在研討若何讓機器人具有靈活應(yīng)變才能跟自我組織才能，從而進步機器人的自主性。他們常常是經(jīng)由過程某種節(jié)制機制（利用某種情勢的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)與機器人的傳感器跟致動器相連）去實現(xiàn)的。厥后的Ziemke正在其研討中總結(jié)了這類方式，提出了自順應(yīng)神經(jīng)機器人的觀點。

這類觀點創(chuàng)造性地率先利用“自順應(yīng)機器人”一詞，指代用人工神經(jīng)系統(tǒng)跟自順應(yīng)技巧節(jié)制自立主體。比來，正在《RoboTIcFabricationinArchitecture，ArtandDesign2018》的機器人專輯中，作者援引“自順應(yīng)機器人”的說法，指經(jīng)由過程增添感知跟處置懲罰實現(xiàn)的完整自順應(yīng)行動（與Ivanov提出的“自順應(yīng)機器人”觀點分歧，后者次要存眷機器機關(guān)角度）。依據(jù)原文，自順應(yīng)機器人是指可能經(jīng)由過程加裝傳感器，順應(yīng)不休變更的情況前提跟資料特性，同時正在必然水平上連結(jié)可預(yù)測性的機器人。與該研討同時代、同思緒的Mayoral-Vilches等提出自立適配機器人的觀點。這個觀點應(yīng)用硬件模塊化跟人工智能（指上世紀90年月的自順應(yīng)神經(jīng)機器人趨向）節(jié)儉構(gòu)建這類機器人所需的工作量跟工夫。

自順應(yīng)計較是自順應(yīng)機器人第三年夜基本特征。關(guān)于機器人而言，它指的是機器人可能正在運轉(zhuǎn)進程中適配其計較體系的一個或多個屬性。正如“Whatisadaptivecomputing？”中先容的，F(xiàn)PGA是實現(xiàn)自順應(yīng)計較的幻想技巧。FPGA最早由賽靈思結(jié)合創(chuàng)始人之一Freeman正在1984年提出，它為自順應(yīng)計較奠基了根底。FPGA兼具通用性跟壯大功用，同時效率高、成本低。由于正在FPGA上實現(xiàn)其他處置懲罰架構(gòu)，借可以實現(xiàn)并行處理，是以FPGA可以用于處置懲罰簡直任何機器人外部的使命。讓FPGA成為自順應(yīng)計較的另一特點在于，可能針對每一種機器人使用的需要專門定制數(shù)據(jù)門路寬度跟寄存器長度。

若何正在機器人中利用自順應(yīng)計較的示例包羅為加速運動計劃而計劃的計較流水線、分布式同步或工夫敏感型彈性通訊等。有關(guān)機器人自順應(yīng)計較的更多示例可參閱“AsurveyofFPGA-basedroboticcomputing”跟“AsurveyonFPGA-basedsensorsystems：towardsintelligentandreconfigurablelow-powersensorsforcomputervision，controlandsignalprocessing”。

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