11、机器人与自主系统的透明度研究

机器人与自主系统的透明度研究

1. R5 机器人软件架构与规划器

R5 机器人软件架构包含多个模块，主要的数据流向由箭头表示。其核心组成部分有计划监控、反应式规划器、动作选择、内部机器人状态、传感器模型、行为库、计划管理器、本能规划器和服务器等。通信方式采用 Wi - Fi 上的 TCP/IP。服务器可以是本能服务器（将透明度数据记录到磁盘），也可以是 ABOD3 实时图形调试工具。

透明规划器方面，本能规划器具有显著的计划设计和运行时调试能力。它能实时报告每个计划元素的执行和状态，让我们隐式捕获机器人产生行为的推理过程。规划器通过回调函数向“监视器”（一个具有预定义接口的 C++ 类实例）报告其活动。有六个独立的回调函数分别监控执行、成功、失败、错误、进行中状态事件以及每个计划元素的感知活动。在 R5 机器人中，回调函数将文本数据写入通过无线（Wi - Fi）链路的 TCP/IP 流，基于 Java 的本能服务器接收这些信息并将数据记录到磁盘，同时这个通信通道还允许在机器人运行时向其发送命令。

2. 机器人驱动与行为

机器人的主要功能是在空间中搜索人类，典型的现实应用包括建筑物倒塌后的搜索救援，或商业冷库等场所的监控。其反应式计划有六个驱动，按优先级从高到低排列如下：
| 驱动名称 | 触发条件及行为 |
| — | — |
| Sleep（睡眠） | 优先级逐渐升高，初始很低，随时间线性增加。仅当机器人靠近障碍物且被抑制，同时确认人类存在时释放。目的是防止在开放空间睡眠造成绊倒危险，睡眠行为是关闭机器人一段时间以节省电池电量。 |
| Protect motors（保护电机） | 当驱动电机的电流达到阈值时触发，