論智能機(jī)器人研究的語(yǔ)境論范式

胡瑩

山西省榆次第二中學(xué)校

論智能機(jī)器人研究的語(yǔ)境論范式

胡瑩

山西省榆次第二中學(xué)校

隨著當(dāng)前科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，智能機(jī)器人逐漸出現(xiàn)。智能機(jī)器人能夠在非特定的情況下完成不同特定的任務(wù)。當(dāng)對(duì)于智能機(jī)器人的研究主要有三種范式，但是都不能夠較為完善地處理不同未知情況，因而，對(duì)于智能機(jī)器人的范式研究，成為阻礙其進(jìn)一步發(fā)展的重要因素。本文從當(dāng)前智能機(jī)器人的研究范式，闡述了網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)境論范式的特征和意義，從而促進(jìn)智能機(jī)器人語(yǔ)境論范式的研究和發(fā)展。

網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)境論范式；人工智能機(jī)器人

1.當(dāng)前智能機(jī)器人的研究范式及問(wèn)題

將執(zhí)行、規(guī)劃和感知作為主要基礎(chǔ)，智能機(jī)器人的研究主要有慎思混合范式、反應(yīng)范式以及分級(jí)范式三種研究范式。從上往下還是從下到上的范式來(lái)模擬人工智能，以及處理執(zhí)行、規(guī)劃和感知三種的關(guān)系，是當(dāng)前智能機(jī)器人語(yǔ)境學(xué)范式研究的重要要素。但是，由于計(jì)算機(jī)處理的效果低下以及需要對(duì)于機(jī)器人所處的復(fù)雜環(huán)境進(jìn)行表征等問(wèn)題成為阻礙智能機(jī)器人發(fā)展的重要問(wèn)題[1]。

1.1 分級(jí)范式

分級(jí)范式最早的智能機(jī)器人研究范式。它從人類理性主義思考角度出發(fā)，以內(nèi)省理念為基點(diǎn)，依據(jù)從上往下的分析方式，通過(guò)“感受-計(jì)劃-實(shí)行”的模式來(lái)解決任務(wù)。從表層來(lái)看，分級(jí)范式具有一定的可行性，但是實(shí)際應(yīng)用卻較為困難。由于分級(jí)范式的環(huán)境假設(shè)是封閉環(huán)境，而這一環(huán)境需要在全局環(huán)境模式中展現(xiàn)出機(jī)器人需要的全部知識(shí)。這些知識(shí)是通過(guò)程序編碼進(jìn)入全局環(huán)境模式中的，如果機(jī)器人在運(yùn)行中出現(xiàn)了該模式之外的狀況，就不能夠順利完成任務(wù)[2]。因而，使用表征的方式能夠記錄全部的知識(shí)。

1.2 反應(yīng)范式

反應(yīng)范式是根據(jù)分級(jí)范式的問(wèn)題，從動(dòng)物智能的感知方式上尋找突破，解決“感受-計(jì)劃-實(shí)行”的模式的局限性。反應(yīng)范式認(rèn)為智能出現(xiàn)在環(huán)境和主體的交互環(huán)節(jié)中，智能機(jī)器人能夠迅速反應(yīng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)智能中精確的數(shù)學(xué)結(jié)構(gòu)，從而適應(yīng)費(fèi)結(jié)構(gòu)化和復(fù)雜的客觀環(huán)境。反應(yīng)范式是把動(dòng)物的刺激-反射模式作為基礎(chǔ)，依據(jù)從下往上的研究模式執(zhí)行任務(wù)，由于沒(méi)有進(jìn)行預(yù)先規(guī)劃，因此不需要分級(jí)范式的全局環(huán)境模式，從而提升了智能機(jī)器人的處理速度。但是由于反應(yīng)范式的機(jī)器人沒(méi)有中央表征，因而也不存在中央系統(tǒng)。但是在人類的智能行為中，只有較少的部分是從反饋機(jī)制的角度出發(fā)，主要還是使用人腦這一種中樞系統(tǒng)進(jìn)行行為控制，人類的語(yǔ)言系統(tǒng)就是一個(gè)較為顯著的中央表征系統(tǒng)[3]。在沒(méi)有明確主體意識(shí)的情況下，反應(yīng)式智能機(jī)器人所展現(xiàn)的行為沒(méi)有任何意義。因而，這種自下而上的智能模式,只能用于高級(jí)工業(yè)機(jī)器人或商業(yè)機(jī)器人。

1.3 慎思混合范式

慎思混合范式在反應(yīng)范式的基礎(chǔ)上，讓智能機(jī)器人重新具有慎思和計(jì)劃的功能，即以“規(guī)劃,感受-實(shí)行”的方式來(lái)執(zhí)行任務(wù)：智能機(jī)器人首先使用全局環(huán)境模型將任務(wù)劃分為若干子任務(wù)，然后按照感受—實(shí)行的方式來(lái)分別實(shí)行每一個(gè)子任務(wù)。通過(guò)這種方式，既沒(méi)有破壞反應(yīng)式行為快速執(zhí)行的優(yōu)勢(shì)，又將分級(jí)范式的規(guī)劃和慎思功能進(jìn)行綜合，使兩種范式在優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，從而取得了更好的智能結(jié)果。

2.網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)境論范式的特征和意義

隨著智能機(jī)器人的研究，當(dāng)前三種研究范式的關(guān)鍵要素的出現(xiàn)，為進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)境方式的探討引發(fā)了更多的研究基礎(chǔ)。建設(shè)在機(jī)器人研究結(jié)果和人工智能研究基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)境范式具有以下特點(diǎn)：

首先是建設(shè)“智能機(jī)器人和網(wǎng)絡(luò)智能系統(tǒng)”的科學(xué)組合方式，將智能機(jī)器人的反應(yīng)范式和符號(hào)主義范式相結(jié)合。隨著智能機(jī)器人的發(fā)展，研究人員逐漸認(rèn)識(shí)到僅僅使用從上往下的研究方式，難以實(shí)現(xiàn)對(duì)于高級(jí)智能系統(tǒng)的模仿。并且，符號(hào)主義作為解決智能最為顯著的良好方式，有著強(qiáng)大的網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)優(yōu)點(diǎn)。很多類型的基本知識(shí)都能夠通過(guò)專家系統(tǒng)的模式進(jìn)行使用，并且獲得了較好的收益和效果。因而，需要結(jié)合符號(hào)主義的研究結(jié)果，智能機(jī)器人才能夠獲得較為長(zhǎng)遠(yuǎn)的發(fā)展。但是，應(yīng)該基于何種方式將反應(yīng)混合范式和符號(hào)主義相結(jié)合。從當(dāng)前的研究出發(fā)，有兩點(diǎn)需要注意：一是需要在智能機(jī)器人開(kāi)設(shè)行為控制模式和網(wǎng)絡(luò)智能協(xié)同的控制模塊，建設(shè)對(duì)應(yīng)的網(wǎng)絡(luò)智能方式來(lái)解決一些符號(hào)部分的高級(jí)智能。二是在網(wǎng)絡(luò)化語(yǔ)境論方式的當(dāng)前情況下，仍然不能夠完全地實(shí)現(xiàn)反應(yīng)混合范式和符號(hào)主義的緊密結(jié)合。

其次是從語(yǔ)境的角度出發(fā)進(jìn)行人工智能機(jī)器人的研究。從當(dāng)前智能機(jī)器人的發(fā)展脈絡(luò)來(lái)看，具有明顯的語(yǔ)境論特性，很多問(wèn)題都是從語(yǔ)境的角度出發(fā)進(jìn)行研究。特別是行為主義、連接主義以及符號(hào)主義等范式不能夠?qū)τ谥悄軝C(jī)器人的發(fā)展情況進(jìn)行科學(xué)的論述。多種語(yǔ)境范式逐漸走向結(jié)合目前智能機(jī)器人發(fā)展的主要方向。在當(dāng)前范式之上的語(yǔ)境論能夠逐漸成為智能機(jī)器人理論發(fā)展的新型范式。特別是隨著智能機(jī)器人研究的逐漸深入，人們逐漸認(rèn)為語(yǔ)境問(wèn)題也是智能機(jī)器人發(fā)展的關(guān)鍵問(wèn)題。發(fā)展智能機(jī)器人的處理性能，就需要將機(jī)器人學(xué)與人工智能的領(lǐng)域進(jìn)行協(xié)同促進(jìn)。因而，在智能機(jī)器人領(lǐng)域建立語(yǔ)境論范式能夠促進(jìn)該學(xué)科的進(jìn)一步發(fā)展。

最后是從現(xiàn)有范式理論在智能機(jī)器人行為模式中的思維特性方面尋求突破，結(jié)合語(yǔ)境重構(gòu)的范式，為下一代機(jī)器人智能處理進(jìn)行重構(gòu)。當(dāng)前的現(xiàn)有范式研究中，在分級(jí)范式中將小生態(tài)環(huán)境的基礎(chǔ)知識(shí)預(yù)先保存在機(jī)器人中，如果環(huán)境發(fā)生變化，分級(jí)范式的智能機(jī)器人就難以有效地處理任務(wù)。而反應(yīng)范式雖然構(gòu)建了“整體環(huán)境模式”，但是這種模式僅僅是對(duì)于小規(guī)模環(huán)境的動(dòng)態(tài)表征，仍然沒(méi)有改變低級(jí)人工智能實(shí)現(xiàn)對(duì)于高級(jí)方式的從下往上的研究模式。而網(wǎng)絡(luò)化的語(yǔ)境論范式是構(gòu)建在智能機(jī)器人對(duì)于本身情況信息以及外部環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行語(yǔ)境整合的基礎(chǔ)上的。這類語(yǔ)境范式確定了智能機(jī)器人的主導(dǎo)地位，能夠在復(fù)雜的環(huán)境數(shù)據(jù)中，選取有效的數(shù)據(jù)進(jìn)行使用。因而，在語(yǔ)境重構(gòu)的環(huán)節(jié)中能夠優(yōu)化計(jì)算程度，提升智能機(jī)器人的認(rèn)知能力。

[1]董佳蓉.語(yǔ)境論視野下的人工智能范式發(fā)展趨勢(shì)研究[J].科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究，2011，28（2）：33-38.

[2]康仕慧.語(yǔ)境論世界觀的數(shù)學(xué)哲學(xué)——一種對(duì)數(shù)學(xué)本質(zhì)及其實(shí)在性研究的新范式[D].山西大學(xué)，2010.

[3]朱春艷，陳凡.語(yǔ)境論與技術(shù)哲學(xué)發(fā)展的當(dāng)代特征[J].科學(xué)技術(shù)哲學(xué)研究，2011，28（2）：21-25.

[4]人工智能哲學(xué)[M].上海譯文出版社,（英）瑪格麗特·A.博登（MargaretA.Boden）編著,2006.

[5]殷杰,董佳蓉.人工智能的語(yǔ)境論范式探析[J].自然辯證法通訊，2011，33（4）：16-23+126.

[6]殷杰,董佳蓉.論智能機(jī)器人研究的語(yǔ)境論范式[J].自然辯證法研究，2011，25（2）：12-19.

[7]殷杰，董佳蓉.當(dāng)代人工智能表征的分解方法及其問(wèn)題[J].科學(xué)技術(shù)與辯證法，2009.26（2）：23-28+89+111-112.

[8]殷杰.走向語(yǔ)境論的歷史解釋研究（上）[N].中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào)，2017-03-21（002）.

[9]殷杰.走向語(yǔ)境論的歷史解釋研究（中）[N].中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào)，2017-03-28（002）.

[10]殷杰.走向語(yǔ)境論的歷史解釋研究（下）[N].中國(guó)社會(huì)科學(xué)報(bào)，2017-04-11（002）.

胡瑩（1991-），女，漢族，山西人，碩士，中級(jí)職稱，研究方向：科學(xué)技術(shù)哲學(xué)。