第十七章
感知元素系统与人工感觉器官理论
Perception Element System and Artificial Sense Organ Theory
17.1 人工感觉器官基本概念
人类智能系统首先依赖感觉器官获取外部世界信息。
人体感觉系统包括:
视觉器官:
眼睛;
听觉器官:
耳朵;
触觉器官:
皮肤;
味觉器官:
舌;
嗅觉器官:
鼻。
这些器官并不直接产生理解。
它们的作用是:
采集外部信息。
经过神经系统处理后:
形成认知。
WSaiOS 将这一过程进行工程抽象:
建立人工感觉器官系统。
定义:
人工感觉器官是 WSaiOS 中由感知输入接口、感知元素处理机制和感知元素组织结构组成的信息获取系统,用于模拟人类感觉器官对外部世界进行采集、解析和结构化描述。
17.2 从感觉输入到感知元素
现实世界:
包含大量连续信息。
例如:
环境:
光线变化;
声音变化;
温度变化;
物体运动;
空间变化。
原始输入:
外部信息
↓
传感数据
↓
数据解析
↓
感知元素
↓
人工感觉器官
WSaiOS 不直接把数据作为认知对象。
而是转换为:
元素化信息。
例如:
摄像头输入:
不是:
图片文件。
而是:
视觉元素
{
对象
属性
位置
状态
}
麦克风输入:
不是:
声音文件。
而是:
音频元素
{
来源
特征
变化
事件
}
17.3 人工感觉器官结构模型
WSaiOS 人工感觉器官采用分层结构。
外部环境
↓
信息采集层
↓
感知解析层
↓
感知元素层
↓
元素组织层
↓
人工感觉器官
17.3.1 信息采集层
负责:
获取外部信息。
对应人体:
眼睛;
耳朵;
皮肤。
工程对应:
摄像设备;
音频设备;
传感器。
17.3.2 感知解析层
负责:
将原始数据转换为结构信息。
例如:
图片:
像素
↓
对象
↓
属性
声音:
声波
↓
声音特征
↓
声音对象
17.3.3 感知元素层
这是 WSaiOS 的核心。
所有感知信息统一表示为:
元素对象。
例如:
视觉元素:
VisualElement
音频元素:
AudioElement
空间元素:
SpatialElement
运动元素:
MotionElement
状态元素:
StateElement
17.4 人工视觉器官模型
视觉器官负责:
获取光信息。
WSaiOS 抽象:
Image Input
↓
Visual Element
↓
Object Element
视觉器官对象:
class VisualOrgan
{
public $input;
public $elements;
public function capture()
{
}
public function parse()
{
}
public function createElement()
{
}
}
功能:
capture:
采集视觉信息。
parse:
解析视觉对象。
createElement:
生成视觉元素。
17.5 人工听觉器官模型
听觉器官负责:
获取声音信息。
结构:
Audio Input
↓
Audio Element
↓
Sound Object
对象模型:
class AudioOrgan
{
public $sound;
public $features;
public function capture()
{
}
public function analyze()
{
}
public function createElement()
{
}
}
17.6 人工触觉器官模型
触觉负责:
获取物理状态。
包括:
压力;
温度;
接触;
材料。
结构:
Physical Signal
↓
Touch Element
↓
Object State
17.7 多感觉器官组合模型
现实对象通常由多个感觉器官共同描述。
例如:
机器人。
视觉:
看到机器人
空间:
知道机器人位置
运动:
知道机器人移动
状态:
知道机器人运行
组合:
Visual Organ
+
Spatial Organ
+
Motion Organ
+
State Organ
↓
Robot Perception Object
17.8 人工感觉器官与人体感觉系统对应
| 人体 | WSaiOS |
|---|---|
| 眼睛 | 视觉感知器官 |
| 耳朵 | 音频感知器官 |
| 皮肤 | 触觉感知器官 |
| 舌 | 味觉感知器官 |
| 鼻 | 嗅觉感知器官 |
| 前庭系统 | 空间与运动感知器官 |
17.9 感知元素系统整体模型
WSaiOS 第二卷最终形成:
外部世界
↓
人工感觉器官
↓
感知输入
↓
感知元素
↓
元素组合
↓
感知对象
↓
人工感觉系统
17.10 本章总结
本章建立 WSaiOS 人工感觉器官理论。
核心观点:
- 人工感觉器官是智能系统获取外部信息的基础;
- 感觉器官不负责理解,只负责信息采集和结构化;
- 原始数据必须转换为感知元素;
- 感知元素是人工感觉系统的基本单位;
- 多种感知元素组合形成完整感知对象;
- 人工感觉系统为后续人工认知系统提供输入。
最终模型:
外部世界
↓
信息采集
↓
人工感觉器官
↓
感知元素系统
↓
感知对象
↓
人工认知系统