5、机器人编程：从SMPA到行为主义方法的探索

机器人编程：从SMPA到行为主义方法的探索

1. 自主机器人的构成与SMPA范式

机器人由机电结构、电机或执行器、传感器以及车载计算机组成。车载计算机运行的程序在原理上与之前提到的程序并无太大差异。我们所说的“自主机器人”，是指能够自主做出决策以实现目标的机器人，这些目标既可以由人类设定，也可以是机器人自身先前决策的结果。

SMPA（Sense Model Plan Act）范式是一种古老的机器人编程方法。它要求机器人依次重复执行以下活动，直到满足程序终止条件：
- 感知（Sense） ：机器人通过传感器感知周围世界。例如，使用摄像头、激光或声纳传感器检测人员、墙壁和家具的存在，并测量与最近人员或物体的距离。还可以获取数据来识别人的情绪、手势和活动，或者将语音转换为文本。
- 建模（Model） ：机器人根据上一步获取的数据更新其对世界的内部表示。比如，利用传感器返回的距离测量值构建环境地图，其中人和物体所占空间以二维或三维形式表示。也可以利用与用户对话获取的信息更新用户偏好，或用传感器数据描述用户在任何给定时间的行为。
- 规划（Plan） ：机器人根据当前目标和上一步构建的世界模型计算要执行的一系列动作。例如，计算从当前位置到目的地的基本运动序列，同时避开地图上的所有人员和物体。还可以选择手臂和手部的适当运动序列来抓取和操作物体，确定表达情绪的正确身体姿势和手势，或者塑造与用户的对话流程以达成共同目标。
- 行动（Act） ：机器人执行计划中的第一个动作，并监控执行情况以检查是否产生了预期效果，然后从开始重