身体的智能：5.11小结：发育系统的设计原理

在我们关于发育机器人学的简短总结中，我们或含蓄或明确地提到了特别是关

于智能系统的几条设计原理。把本章中我们考虑到的众多想法中的几条放在一起，我们给出了几条特别针对发育系统的附加设计原理。这些想法的大部分都在第4章被提到过，但是我们现在再从发育的特定观点来看一看。

时间尺度集成原理。第一个注意点，如果你愿意也可以称之为原理，就是在设计机器人的时候必须集成许多时间尺度，这是只在具身性智能体身上会遇到的问题。在非具身性智能体身上，没有真正的时间，因此从智能体（程序）的角度来看只有步骤，一个操作之后是另一个操作。在真实世界中，却存在真实的连续时间，在这个时间下，事情的发生或多或少地慢一些。我们在第3章讨论过时间尺度。发育观点引入了另几个附加的时间尺度，用来说明发育在个体的一生中都持续着这个事实。但是因为感觉一运动过程都是在短期之内发生的，因此其形成了发育（在个体发育的时间内发生）的基础，这些不同的时间尺度必须在相同的某一智能体身上被集成。我们把这个叫做时间尺度集成原则。

过程的原理。第二个注意点或者原理是发育是一个循序渐进或者历史的过程。

为了让机体学会控制自己复杂的头脑身体系统，有一个简单的开始是必要的，这样机体一自然或者人造的―可以成功地在它已经学习的内容基础上不断成长。从另一方面来说，如果机体可以开始使用它全部的复杂性（如高分辨力的感觉通道，高精度灵活的运动控制），它可能就不能再学习任何东西。在这个领域大部分有分量的实验都这样或那样地注重于这个过程。这就叫发育作为一个渐进过程的原理。

发现原理。第三个从我们的讨论中产生的注意点或者原理是围绕着发现这个想法的。通过以很多种不同的方式来移动，或者更通俗地说，通过在你的环境中探索你的身体，你可以发现并且最终学会吸引子状态和它们之间的转换，即你发展了体象。因为吸引子状态是智能体动态机制的自然结果，这个过程主要是自我组织的。我们把这称之为发现原理。该原理提供了关于怎样找到能帮助建立体象的，最佳探索行为的启发式方法，现今正成为一个急需研究的问题。

社会性交互原则。第四个注意点或者原理是我们在第4章已经很仔细地考虑过的感觉–运动协调需要由社会性交互来补充。看上去感觉一运动处理与社会性交互的结合会给发育提供最强大的动力。虽然有些研究结合了两者，特别是在模仿和共同注意的方面。但在这个界面上还有许多工作需要做，这就是社会性交互原理（Lungarella，2004）。虽然这个原理自身未免有点过于一般化，文献中还是有许多关于智能体如何为自己的发育来探索不同种类的社会性交互的建议。这里也有许多急需展开的工作。

自发复杂性原理。第五个也是最后的注意点或者原理是智能体必须有一个基本动机，在发育过程中提高自身的复杂性，不然的话，它为什么不知足常乐呢？这是第4章所描述的价值原则的一个重要方面。请回忆一下，如我们前面所述，我们不

想直接对智能体的动机进行编程。而是动机应该从发育或者进化过程中产生。这就叫做自发复杂性原理。

这一章探讨了发育的很多方面，当然应该被包括的可能还有更多，关于发育的神经科学文献可谓汗牛充栋。但我们希望我们成功地表达了这个激动人心又尚处于摇篮期的研究领域的一些氛围。有许多的年轻人也从事这个学科，带来了很多的活力和乐观的前景。让我们现在从个体发育切换到系统发育的时间尺度，并且看一看我们怎样让进化服务于人工智能。