第35章 行为作为认知对象
上一章我们讨论了什么是行为认知。
我们已经知道:
行为不是单纯的动作,而是主体、动作、对象、状态、变化、关系、时间和目标共同形成的动态过程。
如果行为只是认知系统的最终输出,那么行为只能被执行。
但如果行为本身也能够被系统感知、描述、分解、识别、匹配、判断和预测,那么行为就不再只是输出,而可以成为认知系统中的一种特殊对象。
这就是本章要建立的核心观点:
行为本身可以成为认知对象。
并进一步建立:
Behavior
=
Element
+
Attribute
+
State
+
Change
+
Time
+
Relation
35.1 从“对象”到“行为对象”
前面第11章已经建立了对象概念。
普通对象可以表示为:
Object
↓
Element
↓
Attribute
↓
State
↓
Change
↓
Relation
例如一个鸡蛋:
鸡蛋
↓
形状
颜色
重量
硬度
脆弱程度
位置
状态
但是人在现实环境中感知到的并不只有物体。
人还能够直接感知:
有人走过来
有人正在拿杯子
有人正在打开门
有人正在挥手
有人正在躲避
这些都不是单纯的静态对象。
它们是:
正在发生的过程。
因此,认知系统需要一种能够描述“发生了什么”的对象。
这就是:
Behavior Object
即:
行为对象。
35.2 为什么行为可以成为对象
传统对象通常具有:
身份
属性
状态
关系
而一个行为同样具有这些结构。
例如:
抓取鸡蛋
它不是一个简单标签。
至少可以进一步描述:
主体:手
行为:抓取
对象:鸡蛋
开始时间:T1
当前状态:接触
压力:P
滑移:S
稳定性:Stable
因此:
抓取鸡蛋
实际上已经具备一个完整的认知结构。
它可以被:
识别
记录
比较
匹配
判断
预测
这说明:
行为具有对象化的条件。
35.3 Behavior Element:行为元素
如果行为可以成为对象,那么首先必须能够对行为进行元素化描述。
例如:
接近鸡蛋
可以拆分为:
主体
方向
位置
速度
对象
距离
时间
这些都是行为中的基本信息单元。
因此可以定义:
行为元素是构成一个行为认知结构的基本信息单元。
表示为:
Behavior
↓
Behavior Element
例如:
抓取
├── Subject
├── Action
├── Object
├── Position
├── Force
├── Direction
└── Time
这里非常重要的一点是:
行为元素不一定等于人的身体动作。
例如:
风险上升
对象失稳
目标接近
距离缩短
这些变化虽然不是传统意义上的“动作”,却可以成为行为认知的重要元素。
因此行为元素应该理解为:
能够参与行为描述、行为识别和行为判断的信息单元。
35.4 Behavior Attribute:行为属性
普通对象具有属性。
行为同样可以具有属性。
例如:
抓取行为
可以具有:
速度
力度
持续时间
方向
稳定程度
精度
强度
风险
因此:
Behavior Attribute
描述的是:
一个行为本身具有什么特征。
例如:
行为:抓取
速度 = 低
压力 = 中
稳定性 = 高
持续时间 = 2s
风险 = 低
于是:
Behavior
↓
Attribute
成立。
35.5 行为属性与对象属性不同
这里必须进行区分。
例如:
鸡蛋
的属性可能是:
重量
硬度
形状
脆弱性
而:
抓取鸡蛋
的属性可能是:
抓取速度
抓取压力
持续时间
稳定性
滑移程度
二者属于不同层次:
Object Attribute
↓
描述对象具有什么
Behavior Attribute
↓
描述行为表现为什么样
但二者又存在关联。
例如:
鸡蛋脆弱
↓
要求降低抓取压力
↓
改变抓取行为属性
于是形成:
对象属性
↓
行为约束
↓
行为属性
这为后面的行为决策和对象保护理论建立基础。
35.6 Behavior State:行为状态
行为不仅具有属性,还具有状态。
例如“抓取鸡蛋”可以经历:
未开始
↓
接近
↓
接触
↓
施力
↓
稳定抓取
↓
移动
↓
放置
↓
释放
↓
完成
这些不是不同的行为,而是:
同一个行为过程的不同状态。
因此可以定义:
Behavior State
表示行为当前处于什么阶段。
例如:
Behavior = 抓取
State = 接触
随后:
Behavior = 抓取
State = 稳定
再随后:
Behavior = 抓取
State = 移动
所以:
Behavior(t)
实际上可以随着时间不断更新:
Behavior(t1) = 接近
Behavior(t2) = 接触
Behavior(t3) = 施力
Behavior(t4) = 稳定
Behavior(t5) = 移动
35.7 Behavior Change:行为变化
如果行为具有状态,那么行为状态就会发生变化。
因此必须进一步定义:
Behavior Change
例如:
接近
↓
接触
是行为状态变化。
而:
接触
↓
稳定
也是行为状态变化。
更进一步:
稳定
↓
失稳
同样是一种行为变化。
因此:
Behavior
↓
State
↓
Change
成为行为认知的重要结构。
35.8 行为变化可以被计算
行为变化不是只能用语言描述。
例如抓取过程中:
压力:
10 → 15 → 20 → 25
滑移:
0 → 0 → 1 → 3
稳定性:
高 → 高 → 中 → 低
系统可以发现:
压力持续增加
+
滑移持续增加
+
稳定性下降
于是可以判断:
当前抓取行为正在向失稳状态变化。
因此行为认知开始具有计算性质:
Behavior Change
↓
Change Detection
↓
State Transition
↓
Behavior Recognition
35.9 Behavior Time:行为时间
行为与普通静态对象最大的区别之一,就是行为发生在时间中。
一个杯子可以在某一时刻被描述。
但是:
拿起杯子
必须经过:
开始
↓
进行
↓
结束
因此行为天然具有时间属性。
可以表示为:
Behavior
+
Start Time
+
End Time
+
Duration
+
Sequence
例如:
抓取
开始:T1
接触:T2
稳定:T3
移动:T4
结束:T5
时间使行为成为一个过程,而不是一个静态标签。
35.10 Behavior Relation:行为关系
行为还会与对象、其他行为以及环境形成关系。
例如:
人
↓
抓取
↓
鸡蛋
可以进一步形成:
抓取
↓
导致
↓
鸡蛋移动
或者:
接触
↓
导致
↓
压力增加
再例如:
接近
↓
导致
↓
接触
因此行为之间也可以建立关系:
Behavior A
↓
Relation
↓
Behavior B
例如:
接近
↓
导致
↓
接触
↓
导致
↓
抓取
↓
导致
↓
移动
这实际上形成了一个行为关系链。
35.11 行为可以形成行为链
当多个行为按照时间和因果关系连接起来,就形成行为序列。
例如:
观察鸡蛋
↓
接近鸡蛋
↓
伸手
↓
接触鸡蛋
↓
抓取鸡蛋
↓
抬起鸡蛋
↓
移动鸡蛋
↓
放置鸡蛋
如果仅仅把它看成动作列表,那么它只是:
Action List
但是加入对象、状态、时间和关系之后,它变成:
Behavior Sequence
进一步:
Behavior A
↓
Behavior B
↓
Behavior C
每一步都可能改变下一步的认知条件。
因此:
行为序列本身也是一种动态认知结构。
35.12 行为作为认知对象的完整结构
现在可以把本章最初的公式进一步展开:
Behavior
=
Element
+
Attribute
+
State
+
Change
+
Time
+
Relation
进一步可以表示为:
Behavior
│
┌───────────────┼───────────────┐
↓ ↓ ↓
Element Attribute State
│ │ │
↓ ↓ ↓
构成信息 行为特征 当前状态
│
┌───────────────┼───────────────┐
↓ ↓ ↓
Change Time Relation
│ │ │
↓ ↓ ↓
行为变化 时间过程 行为关系
于是行为不再是:
Action = 抓取
而成为:
Behavior Object
{
Element
Attribute
State
Change
Time
Relation
}
这已经具备了工程化表达的基础。
35.13 行为对象与普通对象的统一
到这里,我们可以看到一个更重要的理论可能性。
普通对象:
Object
=
Element
+
Attribute
+
State
+
Change
+
Time
+
Relation
行为对象:
Behavior
=
Element
+
Attribute
+
State
+
Change
+
Time
+
Relation
二者在结构上具有高度一致性。
区别主要在于:
普通对象
→ 重点描述“是什么”
行为对象
→ 重点描述“发生什么”
因此:
行为可以被视为一种具有时间性和过程性的特殊认知对象。
这一步非常重要。
因为它意味着认知系统不需要为“行为”建立完全孤立的理论体系,而可以把行为纳入统一的对象认知框架。
35.14 行为对象进入认知匹配
既然行为已经被对象化,那么它就可以进入第18章建立的认知匹配过程。
例如系统观察到:
行为:
抓取鸡蛋
当前行为对象:
压力 ↑
滑移 ↑
稳定性 ↓
系统可以与已有行为模式进行匹配:
当前行为
↓
行为属性匹配
↓
行为状态匹配
↓
行为变化匹配
↓
历史行为匹配
↓
行为认知
最终可能形成:
正常抓取
或者:
抓取失稳
或者:
即将发生滑落
于是:
行为对象
↓
行为匹配
↓
行为认知
成立。
35.15 行为对象进入预测
行为对象化之后,还可以进行预测。
例如:
当前:
抓取
+
压力 ↑
+
滑移 ↑
+
稳定性 ↓
通过连续状态变化,系统可以预测:
下一状态:
失稳
或者:
当前:
接近
+
距离 ↓
+
速度 ↓
系统可能预测:
下一行为:
接触
因此:
行为状态
+
行为变化
+
历史序列
↓
下一行为预测
这将直接进入下一章的行为认知研究。
35.16 本章的核心理论
本章完成了一个关键转换:
行为
↓
不再只是动作
↓
成为可描述的结构
↓
成为可计算的对象
↓
成为可匹配的对象
↓
成为可识别的对象
↓
成为可预测的对象
因此,本书可以正式提出:
行为对象化原则:凡是能够被感知、描述、分解、识别、匹配、判断或预测的行为过程,都可以在认知系统中被表示为一种特殊的动态认知对象。
最终形成:
Object
├── Static Object
├── Dynamic Object
└── Behavior Object
而行为对象内部统一采用:
Behavior
=
Element
+
Attribute
+
State
+
Change
+
Time
+
Relation
这使行为理论与前面的对象、属性、动态状态、认知匹配真正连接起来。
下一章将继续进入:
第36章 人的行为认知
重点讨论一个更接近“模拟人”的问题:
人是如何从观察到的行为、行为变化、行为对象和行为关系中理解“别人正在做什么”的?