15、核工业中的机器人与人工智能：人机协作与系统架构解析

核工业中的机器人与人工智能：人机协作与系统架构解析

1. 人机协作与意图理解

在核工业场景中，操作员通过工作站的视觉和触觉反馈对机器人进行操作。不过，远程环境中工具配备的本地传感器，能提供更高质量或互补的感官信息。而且，操作员会因疲劳导致操作表现下降，所以机器人控制应适配操作员的特定感官运动能力。赋予机器人一定自主性，可有效调节灵活的交互行为。

1.1 人类运动意图类型

在人机物理交互中，通常考虑三种人类运动意图：
- 运动意图 ：短期的具体动作意向。
- 动作意图 ：稍长时间段内的动作规划。
- 任务级意图 ：涵盖整个任务范围的长期目标。

1.2 人机连接方式

更直观的方法是在机器人和人类之间建立物理或半物理连接，就像人与人在交互中，通过触觉通道进行感官交换，能提升跟踪任务的表现。这种触觉通信如今被用于开发人机系统的感官增强功能。

1.3 双边适应与博弈论

当人类和机器人都进行伙伴意图估计和交互控制设计时，需研究双边适应过程中的系统性能。博弈论是解决此问题的合适数学工具。例如，对于新手或疲劳的操作员，机器人控制器会补偿人类动作，以减轻不当操作的不良影响；而人类可能仍想按自己的目标轨迹操作，通过增加控制输入来抵消机器人的影响。双方的控制策略可收敛到非合作博弈论中的纳什均衡。

2. 网络物理核机器人系统架构

2.1 系统总体架构

网络物理系统的总体架构包含“网络环境”和“极端物理环境