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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

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
味觉感知器官
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:

  1. 人工感觉器官是智能系统获取外部信息的基础;
  2. 感觉器官不负责理解,只负责信息采集和结构化;
  3. 原始数据必须转换为感知元素;
  4. 感知元素是人工感觉系统的基本单位;
  5. 多种感知元素组合形成完整感知对象;
  6. 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

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