P11 机器人（Robotics）

机器人技术涉及很多领域（计算机科学、机械工程、人工智能等）。在人工智能领域，机器人技术充满了巨大的挑战，我们重点关注机器人学中的三个核心问题：定位、规划和操作。

定位（Localization）

机器人最基本的功能是与世界互动。为此，它需要知道自己在哪里（定位）以及如何到达其他地方（规划）。定位和规划密不可分，我们人类就一直在进行定位和规划。

当我们走在路上，想进去商场时，我们环顾四周，构建我们的心理地图，观察路面、墙壁、扶梯、和门，然后找到商场入口并进去。一旦有了心理地图，并且知道了去商场的路，下次我们就能更快到达那里。这些输入都是通过我们的眼睛感知到的，而且我们人类天生有立体视觉。机器人如果要在世界上移动，也需要构建心理地图，当它们探索时，需要同时跟踪自身位置并更新它们所看到的心理地图，这个过程称为 同步定位与地图构建（Simultaneous Localization And Mapping），简称 SLAM 。

机器人的眼睛就是各种摄像头，有些机器人为了实现立体视觉，至少需要两个摄像头。许多机器人使用RGB摄像头采集世界的彩色图像。有一些还配备传感器，例如红外深度摄像头，通过发射人眼不可见的红外光来测量距离（测量红外光反射回来的时间），一些视频游戏的运动传感器就是这样来确定玩家的位置和手势的。

许多自动驾驶汽车使用一种名为 激光雷达（LiDAR） 的技术，每秒发射超过10万次激光脉冲，并测量这些脉冲的反射回来的时间，这可以生成一张世界地图，标出平面以及三维物体的大致位置。一旦机器人知道物体的远近，它们就可以构建自己认为的世界地图，并更安全地绕过障碍物。通过每次观察并记录自身的路径，机器人就可以更新其心理地图。

规划（Planning）

规划是指人工智能将一系列事件串联起来以实现某个目标，而这正是机器人技术可以与符号人工智能（Symbolic AI）联系起来的地方。

当扫地机器人已经被训练学习了家里的地图，我们可以指挥它去打扫厨房。这时候，它就开始制定行动计划，为了制定计划，我们需要先定义动作，而动作需要前提条件（物体在世界中的当前状态）。比如说，当在当前位置和厨房之间有一扇门时，他可能想要使用“开门”动作穿过这扇门，这个动作的前提条件是门是关闭的，其效果是门会打开。

机器人还需要考虑不同的可能行动序列（包括它们的前提条件和效果），以​​便推理通往厨房的所有路线，并选择一条路线。

操控（Manipulation）

我们人很擅长掌握一些操作，例如拿扫帚扫地。本体感觉（proprioception） 和 闭环控制（closed loop control） 是帮助我们进行操控的两个特性，对机器人也是一样。

本体感觉是指我们即使看不见四肢，也能知道身体的位置和运动状态。我们的神经系统和肌肉帮助我们的身体感知本体感觉。但大多数机器人需要传感器来判断它们的机械部件是否在运动，以及运动速度如何。

闭环控制，就是带反馈的控制。我们用眼睛感知，用肌肉控制手臂和手指，它们之间形成了一个闭环——它们都是我们身体的一部分，并与我们的大脑相连。如果东西很重，我们的手会有重感，大脑会收到感知，然后让手抓紧一点，这就是一个闭环。对于机器人，我们所说的“闭环”包括感知周围环境的传感器，以及控制周围环境的机械部件。在制造机器人时，闭环操控这个过程必须通过编程来实现，操作方式会因机器人的硬件和程序而异。但只要投入足够的精力，我们就可以让机器人执行特定的任务，比如从奥利奥饼干中取出奶油。

除了制造能够独立工作的机器人之外，我们还必须考虑机器人如何与其他机器人甚至人类进行交互和协调。事实上，有一个专门研究如何让机器人与人类合作或向人类学习的领域，叫做人机交互（Human-Robot Interaction）。这意味着它们必须理解我们的肢体语言以及口语指令。

机器人技术最令人兴奋的地方在于，它将人工智能的各个领域融合到一台机器中。未来，它或许能赋予我们超能力，帮助残障人士，甚至通过送零食让世界变得更便捷。

P12 让 AI 玩游戏

未完待续