发展型机器人:由人类婴儿启发的机器人. 1.4 全书总览
1.4 全书总览
我们在本章中定义了发展型机器人学,并讨论了它所基于的发展型心理学理论。我们针对发展型机器人学中的基本原则进行了讨论,也强调了发展型机器人实现方法的共同特征。
在第2章中,我们更多地对发展型机器人进行介绍,特别对是机器人工作进行定义,并回顾不同类型的人形机器人和类人机器人。第2章的内容还包括人形机器人平台与发展型机器人采用的婴儿机器人平台的
16传感器和驱动器技术以及仿真系统的概述。
从第3~8章中关注发展型机器人的实验环节,我们将详细了解发展型机器人模型和实验如何探索出各种行为和认知功能的实现方法(如动机、知觉、动作、社会、语言和抽象的知识)。然后,我们将思考这些领域取得的成就以及面临的挑战。每一章的开篇都会简述主要的实证结论和发展心理学理论立场。尽管每一章的概述小节是针对不熟悉儿童心理学文献的读者的,但同时,每一章余下的小节都提供了具体的实证基础知识与参考工作,这些知识和参考工作专门关注建模在机器人研究中的一些独立的发展问题。每个基于实验的章节还讨论了在自主心智发展建模中能展示发展型机器人成就的开创性实验。这些实验案例都明确地对应了儿童心理学研究的关键问题。此外,大多数实验章节都包含一些“框”(box),框中提供了心理学范例以及机器人实验技术及实现方法的细节,并强调发展型机器人学及与其直接对应的儿童心理学研究的方法论。
在这六个实验章节中,第3章着重关注发展型机器人模型的内在动机与好奇心,特别注重基于新奇性、预测和能力的神经、概念和计算机理。第4章论述了感知发展模型,主要包括人脸感知模型、空间感知模型、机器人自我感知模型、物体感知模型和可供性模型识别。第5章分析考虑操控(比如接近和抓握动作)与移动(比如爬行和行走动作)能力的运动发展模型。在第6章中,我们将关注社会学习发展的研究,并强调联合注意力、模仿学习、合作与共享计划以及机器人心智理论这些模型。第7章主要关注语言,将分析语音学习的发展、词组与词组含义能力的获取以及句法加工能力的发展。第8章重点关注抽象知识的发展型机器人模型,并结合一系列的学习模型、抽象概念和推理策略进行讨论。
最后,第9章展现了发展型机器人学领域与不同认知领域的共同成就,并前瞻性地思考了该领域未来的研究和发展方向。
扩展阅读
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此书是发展心理学理论中具有开创性意义的一本书,除了在对发展型机器人学产生极大启发的儿童心理学中有重要影响外,在通用动态系统方法的认识建模中也有重要影响。该书提供了本书1.3.1节简述的动态系统方法的原始描述和详细描述。
该书展现了自然和人工认知系统中对涉身智能概念的极具启发性的分析。其目的在于表明认知和思想并不是独立于身体的,而是紧密受制于涉身因素,同时身体能够开启和丰富的认知能力。其中心是围绕“通过构建来理解”的概念,意思是:我们对智能系统和机器人的理解和构建可以使我们更好地了解广义的智能。因此,书中讨论了机器人学、生物学、神经科学和心理学中的许多特定应用,这些应用涵盖了无处不在的计算与接口技术中的应用、构建智能公司的业务和管理中的应用、人类记忆的心理学中的应用以及日常使用的机器人中的应用。
该书提出了进化机器人技术原则和由Nolfi和Floreano提出的开拓性进化模型与实验的详细讨论。该书可以看成是本书的姊妹篇,因为它补充了关于进化机器人技术领域的介绍。进化机器人通常配有免费模拟器软件来支持移动式进化机器人的18实验(gral.istc.cnr.it/evorobot),以及支持最新iCub人形进化机器人模拟器(laral.istc.cnr.it/farsa)。
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