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第一部分 响应机器 当你思考这一领域的问题时，会不自觉地不知所措。思考中的你正处于实际生活中的某一周里，那正是阳光明媚的时候。一旦深入这一游戏，你会恍然大悟：你只需对你所看到的作出响应。 第2章 刺激响应agent 感知和动作 感知 动作 布尔代数 布尔代数的类别和形式 动作函数的表达和执行 产生式系统 网络 包含体系结构 2.1 感知和动作 本章介绍不具有内部状态而仅对其所处环境的即刻刺激有所反应的机器。我们称之为刺激响应（stimulus-response）agent。 用一个图例来开始我们的讨论。先来看这样一个在二维网格空间世界里的机器人，如图2-1所示。这一机器人的世界有完整的边界线，可能还包括如图所示的其他庞大的固定物体，这一世界里没有“稠密空间（tight space）”(即物体与边界线之间的距离只有一个单元格) 。 要求机器人完成以下动作：走到与一边界或物体比邻的单元格中，然后沿着它的边界一直走下去。要能够完成这一沿边界运动的行为，机器人必须能够感知一个单元格是否空缺而可以向其移动，并且能够做一些基本的动作。 一个在二维网格空间中的机器人 2.1 感知和动作 该机器人能够感知出它周围八个单元格是否空缺。这些传感器输入用二进制变量表示。当相应的单元格能被机器人占据时，它们的变量值为0，反之为1。 该机器人能够向与它同行或同列的毗邻的（空缺）单元格移动，共有如下四种动作： north: 机器人在网格中向上移动一个单元 east: 机器人在网格中向右移动一个单元 south: 机器人在网格中向下移动一个单元 west: 机器人在网格中向左移动一个单元 所有这些动作均有其效果，除非该机器人企图向非空缺的单元格移动；如果这样，则此动作无效 2.1 感知和动作 给定了机器人适应的某种世界的特性、机器人完成的任务（沿边界运动）和机器人传感器和电机的功能，设计者的动作就是说明为此任务选择适当动作的传感器输入（ s1, …, s8 ）的功能。 通常我们把从传感器信号中计算动作的过程分为两个分开的阶段。知觉处理阶段产生一个特征向量X （ x1, …, xi …, xn ） 。动作计算阶段选择一个以特征向量为基础的动作：各特征值既可以是真正的数字（numeric feature），也可以是范畴（categorical feature）。范畴特征的值是名字或特性，譬如：特征值“颜色”可能是“红”、“蓝”或“绿”。二进制特征这一特殊例子既可视作数字（0，1），也可视作范畴（真，假）。设计者选择特征来将其与机器人的环境特性相联系，而此环境特性又与此特征描述的状态中机器应做的动作密切相关。 2.1 感知和动作 知觉与动作的分界是完全任意的。可以把整个过程要么看作知觉（世界被感知，处于一个应该采取动作“北”的状态），也可看作动作（根据原始传感器的数据而计算得出，应该采取动作“北”）。通常，分界可使得在完成各项预期任务时重复使用相同的特征。这样，不同的任务可拥有相同的特征向量和不同的动作函数。 完成分界工作后，还有两个问题要解决：一是把传感器的数据转换成特征向量；另一个是确定动作函数。 2.1.1 感知 沿边界运动的机器人的传感器输入包括，共有２５６种组合方式。但在我们的环境中，由于稠密空间的限制，一些组合方式已被排除在外。对当前的任务，刚好有四个对计算适当动作有用的传感器的二进制特征值，分别用x1、 x2 、 x3和x4来表示。其定义如图所示。 本例中知觉处理过程的计算相对比较简单，而为更复杂的传感器和任务的机器人设计这一过程，将极富挑战性。而且在许多实际任务中，知觉处理过程偶尔会发出有关机器人所处环境的错误、模糊或不完全的信息。尽管这样的错误会导致不恰当的动作，但只要不经常发生，这些依任务和环境而定的动作并不会造成太大的损失。 2.1.2 动作 有这四个特征，必须确定它们的函数以便选择适当的沿边界的动作。如果特征值都不是1（即机器人感知到它周围的单元格全部空缺），则它可向任一个方向移动直至遇到边界。我们先让它向北移动。若至少一个特征值为1，沿边界的行动则按以下规则完成： 若x1=1且x2=0，则向东移； 若x2=1且x3=0，则向南移； 若x3=1且x4=0，则向西移； 若x4=1且x1=0，则向北移； 这些机器人可做出不同动作的条件恰好是特征值的布尔组合，这些特征值本身也是传感器输入的布尔组合 2.1.3 布尔代数 布尔函数f(x1,x2,…xn)表示n元组（每个值为（0，1））与集合{0，1}之间的对应关系，布尔代数是说明布尔函数的一种便捷的表达方法。布尔代数用“.”、“+”、“-”三个连接符号。 由单个变量组成的布尔函数，称为原子（atom）。由单个变量或其补组成的布尔函数，称为文字(literal)