第38章 对象承受能力
在前面的章节中，我们已经建立了：
感觉
↓
元素
↓
对象
↓
属性
↓
动态属性
↓
动态状态
↓
认知匹配
↓
个体认知
↓
行为认知
↓
行为预测但是，当认知系统开始预测行为之后，一个更加重要的问题出现了：
一个对象能够承受什么样的行为？
同一个行为作用于不同对象，可能产生完全不同的结果。
例如：
手握住钢球
手握住鸡蛋
手握住玻璃杯
手握住气球动作形式可能非常接近：
接触
↓
施加压力
↓
保持
↓
移动但是对象的承受能力完全不同。
因此，真正的认知不能只判断：
“这个行为能不能完成任务？”
还必须判断：
“这个对象能够承受这个行为产生的作用吗？”
这就是对象承受能力进入认知系统的起点。
38.1 什么是对象承受能力
对象承受能力，是指：
对象在特定状态、特定环境和特定作用条件下，对外部作用能够保持其结构、状态和功能而不发生不可接受变化的能力。
这里有一个非常重要的概念：
承受能力不是对象的一个固定数值。
例如：
鸡蛋承受能力 = ?这个问题本身就过于简单。
因为鸡蛋能够承受多大的作用，与很多条件有关：
作用位置
+
作用方向
+
作用面积
+
作用时间
+
作用速度
+
当前状态
+
对象个体差异因此，更合理的表达是：
Tolerance
=
f(Object, State, Position, Direction, Force, Time, Environment)也就是说：
对象承受能力是一种条件性的动态属性。
38.2 承受能力不是简单的“强度”
工程系统很容易把承受能力理解成：
最大压力但人的认知并不会如此简单。
一个对象可能：
没有破裂却已经发生：
变形或者：
滑移或者：
内部结构变化或者：
功能下降因此：
未损坏 ≠ 未发生变化例如，一个杯子受到压力后没有破碎，但是发生了位移。
对于某些任务，这可能完全没有问题。
而对于另一些任务，这可能意味着行为已经失败。
所以承受能力必须与任务目标联系起来。
38.3 对象承受能力具有多维性
对象承受能力可以从多个属性进行描述。
例如：
结构承受能力
压力承受能力
拉伸承受能力
弯曲承受能力
冲击承受能力
摩擦承受能力
温度承受能力
时间承受能力但这些并不是互相独立的。
例如：
压力 ↑可能导致：
形变 ↑而形变增加以后：
接触面积变化又可能导致：
摩擦变化最终导致：
滑移因此：
压力
↓
形变
↓
接触状态
↓
摩擦
↓
滑移这说明对象承受能力本质上也是一个动态协同属性系统。
38.4 承受能力与对象状态有关
同一个对象，在不同状态下，承受能力可能不同。
例如一个鸡蛋：
完整与：
已经存在裂纹虽然仍然是同一个对象，但它们的承受能力并不相同。
因此：
Object
↓
Current State
↓
Tolerance可以进一步写成：
Tolerance(t)
=
f(Object, State(t))这意味着认知系统不能只读取：
Object = Egg还必须读取：
EggState = ?例如：
完整
轻微损伤
已有裂纹
破损对象身份相同，并不意味着对象状态相同。
38.5 承受能力与动态变化有关
对象承受能力也不是只由当前状态决定。
还必须观察：
对象正在发生什么变化。
例如：
压力 = 2本身可能没有意义。
如果：
压力稳定可能表示对象处于安全状态。
但如果：
压力持续上升则意味着对象承受的作用正在增强。
如果同时出现：
形变持续增加那么认知系统就应该进一步提高风险判断。
于是：
压力
↓
压力变化率
↓
形变
↓
形变变化率
↓
承受风险因此：
对象承受能力必须放在动态属性体系中进行认知，而不能作为一个静态阈值使用。
38.6 承受能力与作用方式有关
同样大小的作用，以不同方式作用于对象，结果可能不同。
例如：
作用A：均匀压力
作用B：局部压力
作用C：冲击
作用D：持续压力即使某个简单的数值相同，它们对对象产生的结果也可能完全不同。
因此认知系统必须区分：
作用强度
+
作用位置
+
作用方向
+
作用面积
+
作用时间
+
作用变化速度形成：
Action
↓
Object Interaction
↓
Object Response对象承受能力实际上是在描述：
对象面对特定作用时可能产生什么响应。
38.7 承受能力与环境有关
对象不是脱离环境存在的。
例如：
温度
湿度
支撑
倾斜
振动
空间都可能改变对象的承受能力。
因此：
Object
+
Environment
+
Action
↓
Object Response例如同一个对象：
固定状态与：
悬空状态面对同样的作用，可能产生不同结果。
所以：
承受能力不是对象孤立拥有的能力，而是对象与环境共同形成的动态认知属性。
38.8 承受能力与任务目标有关
这是本书认知理论中特别重要的一点。
因为：
什么叫“承受得住”，取决于认知系统正在完成什么任务。
例如：
任务A：移动鸡蛋
任务B：不损伤鸡蛋
任务C：快速移动鸡蛋
任务D：精确放置鸡蛋对于任务A，只要鸡蛋能够移动，可能就认为行为成功。
但是对于任务B：
任何明显损伤都可能意味着失败。
于是：
Object Tolerance必须和：
Goal结合。
形成：
Object
+
Tolerance
+
Goal
↓
Acceptable State这一步非常关键。
因为它意味着：
承受能力不是单纯的物理概念，而会进入认知目标系统。
38.9 从承受能力到风险
当认知系统知道：
对象当前状态
+
对象承受能力
+
当前作用
+
作用变化之后，就可以进一步判断：
对象发生不可接受变化的可能性有多大？
例如：
当前压力 ↑
形变 ↑
滑移 ↑同时：
对象承受能力 ↓那么风险就可能快速上升。
形成：
Current Load
+
Tolerance
+
Dynamic Change
↓
Risk因此：
风险不是单独观察某一个属性得到的，而是对象当前状态与承受能力之间关系的结果。
38.10 承受能力不是固定边界
传统工程容易使用：
Pressure < Limit这种方式判断是否安全。
但模拟人的认知不能只依靠一个固定边界。
因为人的判断通常具有渐进性：
安全
↓
注意
↓
风险增加
↓
高风险
↓
危险而不是：
0 = 安全
1 = 危险因此可以建立连续认知：
Tolerance Margin即：
对象当前状态距离不可接受状态还有多大认知余量。
例如：
承受余量大
↓
低风险而：
承受余量快速下降
↓
风险上升这就为后面的最小受损匹配提供基础。
38.11 鸡蛋案例
现在重新回到本书的工程案例：
机器人抓取鸡蛋。
机器人看到：
Object = Egg这只是第一层认知。
进一步得到：
Egg
+
Position
+
Shape
+
Surface
+
Current State之后开始抓取：
Hand → Egg系统开始观察：
Pressure
Friction
Slip
Deformation
Movement这些属性不能独立判断。
例如：
压力 ↑并不一定危险。
如果同时：
滑移 ↓
形变 ≈ 0可能说明抓取正在稳定。
但是：
压力 ↑
形变 ↑同时：
滑移 ≈ 0则可能意味着：
抓取越来越紧，而对象正在承受越来越大的局部作用。
如果继续出现：
形变持续 ↑那么认知系统必须提高损伤风险。
因此：
Pressure
+
Friction
+
Slip
+
Deformation
+
Time
↓
Dynamic Object State
↓
Tolerance Assessment这就是对象承受能力进入认知系统的实际方式。
38.12 对象承受能力的认知模型
本章可以建立：
Object
│
↓
Object State
│
┌────────┼────────┐
↓ ↓ ↓
Load Change Environment
│ │ │
└────────┼────────┘
↓
Object Response
↓
Tolerance Assessment
↓
Tolerance Margin
↓
Risk
↓
Cognitive State进一步形成：
对象
↓
对象状态
↓
对象属性
↓
作用
↓
属性变化
↓
对象响应
↓
承受能力
↓
承受余量
↓
风险38.13 从“能不能承受”进入“应该怎么做”
到这里，认知系统已经从：
对象是什么？
进入：
对象具有什么？
再进入：
对象正在发生什么？
然后进一步进入：
对象能够承受什么？
下一步自然会出现一个更加重要的问题：
如果当前行为可能超过对象的承受能力，系统应该如何判断对象已经受到损伤？
这就进入下一章：
第39章 对象损伤
下一章将继续建立：
对象承受能力
↓
作用
↓
对象响应
↓
异常变化
↓
结构/状态变化
↓
损伤判断
↓
损伤程度从而把“对象能够承受什么”进一步推进到：
对象已经发生了什么损伤，以及认知系统如何识别这种损伤。