·252. 智能系统学报 第7卷 技术立论58).人机智能系统强调智能的“人”与智 善的感知运动模块是视觉和操作模块，例如看到一 能的“机器”共同感知、共同认知、共同决策、平等合 个房间，走了进来.记忆模块有2类，即说明性记忆 作，彼此执行自己最擅长的工作，实现人的智能与机 (declarative memory)模块和过程性记忆(procedural 器智能在决策层面融合，产生更高的智能形式.在那 memory)模块.说明性记忆也叫做陈述性知识，由事 以后的十几年，研究人员针对不同应用系统，寻求能 实陈述构成，如上面例子中关于房间的知识.过程性 发挥人类定性、判断、决策的智能，并与机器定量、计 记忆也叫过程性知识，是关于怎么做事情的知识，如 算、推理的智能相结合的人机一体化体系[91.例 上面例子中先走到房门位置，然后穿过房门，最后进 如，刘雁飞和吴朝晖基于ACT-R(adaptive control of 入房间的全过程.模式匹配是在知识库中搜索和缓 thought-rational)认知体系建立了符合真实驾驶认知 冲状态一致的生成规则，如果规则匹配则被模型触 行为的认知模型，并应用于车辆辅助驾驶系统[2]， 发.生成规则实质上是当条件满足时被激发的条件 AMANT等基于ACT-R认知行为架构，设计开发的 反射的触发规则，同一时间只有1个规则被触发，触 手机菜单人机交互模式极大地提高了交互效率)】 发结果修改缓冲状态从而改变系统的状态.缓冲是 对于行动不便的老人、肢残人士、运动和语障患 实现生成规则与其他基本模块交互的接口，缓冲的 者这些心智正常并具有基本认知行为能力的对象与 内容标识ACT-R目前的状态.ACT-R认知架构的认 服务机器人构成的人机智能系统，也需要设计一种 知过程实质上就是生成规则的不断触发 新的人机界面和工作机制.本文针对室内移动的助 本文从ACT-R认知架构模型及其实质出发，对 老助残服务机器人，提出了基于ACT-R认知架构的 移动服务机器人的人机一体化系统进行总体设计， 人机耦合协同作业机制，通过人机耦合，建立人机一 通过建立人机耦合协同作业平台，使人的智能和机 体化决策机制，实现在室内半结构化环境下人机协 器智能建立在共同的ACT-R认知架构下，达到人机 同路径规划、避障等功能， 协同决策的目的， 1ACT-R认知架构 2基于ACT-R的人机一体化系统 美国心理学家Anderson于1976年提出了ACT- 基于ACT-R认知架构的室内移动服务机器人 R(理性思维的适应性控制)认知架构模型，试图揭 的人机耦合协同作业系统如图2所示。 示人类组织知识、产生智能行为的思维运动规 ACT-R认知架构 律4，包括感知与注意力、学习和记忆、问题解决与 决策推理等.到目前为止，已发布多个ACT-R版本， 并实现了对不同系统操作平台的支持.ACT-R架构 移 主要有3种类型的部件组成：基本模块(modules)、 知模块 用户 环境作 缓冲(buffers)和模式匹配(pattern matcher),其工作 (老年人 残疾人 原理如图1所示， 人机效 患者等) 料合界 务 务 端 线 应通道 通信 端 执 感知模央 帘内环境 操作模块 块 缓 冲 图2移动服务机器人人机耦合协同作业系统 Fig.2 Human-robot coupling and collaborative opera- 过程性 陈述性 tion system for mobile service robot 知识 模式匹配 知识 该系统中人（用户）的行动不便，但具备基本的 认知能力，用户通过人机界面实现人与机器（计算 生成规则执行 机和机器人)之间的耦合，移动服务机器人处在室 内半结构化环境中，其环境特征为室内房间、走廊、 图1ACT-R认知架构 门窗等尺寸精确固定，室内家具、杂物等可以移动. Fig.1 ACT-R cognitive architecture 在ACT-R认知架构下用户通过人机效应通道与人 基本模块有感知运动模块（perceptual-motor 机耦合界面之间进行信息交互，人机耦合界面感知 modules)和记忆模块(memory modules)2种类型. 到人的意愿需求并将控制命令传达给移动服务机器 感知运动模块负责系统与外界的交互，ACT-R较完 人，机器人发挥局部自主智能执行对应的任务，同时