無(wú)聊的科普系列,,獻(xiàn)給對(duì)知識(shí)有興趣的書友。
首先人在做很多事情的時(shí)候都是不需要思考的,,并且由不會(huì)思考的小腦通過執(zhí)行程序完成的,。
比如走路,比如舉起杯子等等
而這些事情看起來(lái)特別簡(jiǎn)單,,卻讓工程師們研究了很長(zhǎng)時(shí)間,,當(dāng)他們想要把這些簡(jiǎn)單的事情編寫成程序,好讓機(jī)器人學(xué)會(huì)的時(shí)候,,才發(fā)現(xiàn)并不那么容易,。
本來(lái)這個(gè)話題涉及到了關(guān)于電腦編程的知識(shí),但是我還是想起了一個(gè)不需要專業(yè)知識(shí)就能理解的例子,。
那就是“進(jìn)門”
關(guān)于人是如何進(jìn)門的,,這個(gè)例子看起來(lái)很簡(jiǎn)單,但是若想要用語(yǔ)音表達(dá)出來(lái)自己是怎么辦到的,,卻是一件困難的事。
那是因?yàn)槠鋵?shí)我們根本不知道我們是怎么進(jìn)門的,,這個(gè)過程同樣是人腦中的某段程序自動(dòng)執(zhí)行,,無(wú)需思考。
同時(shí)這個(gè)問題困擾了制造無(wú)人機(jī)的工程師們很長(zhǎng)時(shí)間,,因?yàn)閷?shí)際操作的時(shí)候發(fā)現(xiàn),,一個(gè)門其實(shí)很小,剛好能容納一個(gè)人,,
要控制機(jī)器人從很遠(yuǎn)的地方就開始行走,,并最終不撞到這個(gè)門上是很困難的。
最初無(wú)法解決這個(gè)問題,,于是只好使用雷達(dá),,激光測(cè)距儀之類的。
人總能在距離還比較遠(yuǎn)的情況下,,就把身體調(diào)整到,,運(yùn)動(dòng)直線和門垂直的程度。
僅僅依靠眼睛,,不需要靠雷達(dá),,不需要聲音,,連門的位置坐標(biāo)都不需要計(jì)算,因?yàn)楦静豢赡苤谰_坐標(biāo)的,。
但是當(dāng)程序員希望給一個(gè)機(jī)器人編寫進(jìn)門的程序的時(shí)候,,才發(fā)現(xiàn)并非那么簡(jiǎn)單,如果不借助于雷達(dá),,
就和人一樣,,光靠眼睛的判斷,就能完成運(yùn)動(dòng)一段距離后準(zhǔn)確的進(jìn)入門里并不簡(jiǎn)單,。
稍微一點(diǎn)點(diǎn)誤差就會(huì)導(dǎo)致,,機(jī)器撞到門框,而人即便是單眼的情況下,,幾乎不用思考,,就算把精力全投入到另一件事上
也能輕松完成進(jìn)門的動(dòng)作,不撞到門框,。
最初人們編寫了各種復(fù)雜的程序來(lái)模擬人進(jìn)門的過程,,有的辦法甚至需要不斷觀察門來(lái)建立一套三維地圖。
結(jié)果機(jī)器人就會(huì)在門前小心翼翼,,猶豫半天才能做到不撞到門上,。
顯然這些復(fù)雜的程序并沒有人類的方法完美。
而這個(gè)問題在最近得到了解決,,有一個(gè)超簡(jiǎn)單的程序,,就可以模擬和人一樣果斷輕松并且不會(huì)撞到門檻上的效果。
首先機(jī)器人只有一個(gè)攝像頭,,能實(shí)時(shí)看到眼前的畫面,。
程序思路其實(shí)很簡(jiǎn)單,首先分辨,,門口左右方向的兩根線,,稱之為門線好了。
識(shí)別出門線后,,觀察他們?cè)诋嬅嬷形灰频乃俣取?p> 這時(shí)候不用數(shù)學(xué)推倒,,光是憑借生活經(jīng)驗(yàn),若你向前行走的時(shí)候,,看到其中一根門線沒有動(dòng),,這也就意味著你要撞到上面了。
思路就從這里出發(fā),。
想一想是不是這樣,,當(dāng)你徑直沖向一根柱子的時(shí)候,這個(gè)柱子始終會(huì)在你視野中心,不會(huì)左右移動(dòng),。
反之,,當(dāng)你運(yùn)動(dòng)的方向不會(huì)撞到柱子的時(shí)候,柱子在視野中會(huì)不斷朝著原理中心的位置移動(dòng),。
近大遠(yuǎn)小,,當(dāng)我們運(yùn)動(dòng)中不斷靠近門的時(shí)候,門在視野中變大,,兩根門線的距離在視野中變大,。
而且有且只有當(dāng),兩根門線在視野中運(yùn)動(dòng)的速度一模一樣的時(shí)候,,我們恰好沿著運(yùn)動(dòng)方向可以安全進(jìn)門,。
如果不是這種情況,這兩根門線中若在運(yùn)動(dòng),,其中有一根運(yùn)動(dòng)的被另一根慢,,那么就說明你有可能要撞到門上了。
就要朝著,,那根運(yùn)動(dòng)的快的門線,,改變方向。
直到,,兩根門線的運(yùn)動(dòng)速度一樣,,就可以安全進(jìn)門。
另外關(guān)于走路是不需要?jiǎng)幽X筋這個(gè)問題,,生物就算沒有了用于思考的大腦區(qū)域,,依然可以自如的走路,絲毫不受影響,。
一個(gè)典型的例子是,,無(wú)頭雞麥克,它整個(gè)腦袋都沒了,,只剩下一個(gè)小腦,。
結(jié)果不僅走路不跌倒,,行動(dòng)自如,,還會(huì)做出低頭啄食的姿勢(shì),(它吃的是寂寞),。
關(guān)于某些生物在做某些事情的時(shí)候,,究竟是實(shí)時(shí)思考,還是在執(zhí)行事先設(shè)定好的程序,,有一個(gè)有趣的證明實(shí)驗(yàn),。
有一種動(dòng)物,恰好能夠聞到食物后,準(zhǔn)確的走到食物面前,,不偏不倚,。
于是科學(xué)家們提出兩種猜想。
猜想一,,這個(gè)動(dòng)物根據(jù)線索,,思考了自己要怎么走,走多少步找到食物,。
猜想二,,這個(gè)動(dòng)物就是一個(gè)發(fā)條機(jī)器人,在執(zhí)行死板的程序,,只不過這個(gè)程序很巧妙,。
本來(lái)這個(gè)問題無(wú)法回答,但有人想到了一個(gè)主意,,給這個(gè)動(dòng)物安裝假肢,,導(dǎo)致它的腿增長(zhǎng),同樣邁出一步,,行走距離翻倍,。
結(jié)果讓人傻眼了,這個(gè)動(dòng)物不僅和食物擦肩而過,,而且多走了剛好一倍的路程后,,吃起了空氣,儼然是一個(gè)不會(huì)思考的發(fā)條機(jī)器,。