一種多智能體模塊化自重構(gòu)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

一種多智能體模塊化自重構(gòu)機(jī)器人實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的構(gòu)建

0變形機(jī)器人研究進(jìn)展自重建機(jī)器人也稱(chēng)為變形機(jī)器人，它是一種可以獨(dú)立改變形狀和大小的機(jī)器人，可以執(zhí)行復(fù)雜環(huán)境中的各種任務(wù)。它由多個(gè)結(jié)構(gòu)相同并且可以自主與相鄰模塊進(jìn)行連接和分離的獨(dú)立模塊組成,每個(gè)模塊包括驅(qū)動(dòng)、傳感器、運(yùn)算處理器、電源及通信方式。利用變形機(jī)器人可以很好地進(jìn)行搜索和救援工作,或者在非結(jié)構(gòu)化環(huán)境和危險(xiǎn)環(huán)境中進(jìn)行檢查和修復(fù)、滅火、空間探測(cè)、遠(yuǎn)程智能搜集和偵察工作。由于它們潛在的應(yīng)用價(jià)值和有趣的研究挑戰(zhàn),近幾年來(lái)已經(jīng)吸引了許多研究者在機(jī)器人、人工智能、多智能體、分布計(jì)算等相關(guān)領(lǐng)域進(jìn)行研究。國(guó)外已經(jīng)開(kāi)發(fā)出幾個(gè)試驗(yàn)平臺(tái)。硬件平臺(tái)的設(shè)計(jì)和控制是自重構(gòu)機(jī)器人的關(guān)鍵問(wèn)題,本文在多智能體理論的指導(dǎo)下,設(shè)計(jì)了分布式自重構(gòu)機(jī)器人硬件平臺(tái),為進(jìn)一步研究自重構(gòu)運(yùn)動(dòng)規(guī)劃算法提供測(cè)試環(huán)境。1機(jī)器人描述和設(shè)計(jì)1.1自重構(gòu)單元lg在人工智能領(lǐng)域中,用Agent表示具有一定智能的實(shí)體以區(qū)別于一般的實(shí)體,它可以是物理實(shí)體或抽象實(shí)體,可以進(jìn)行推理決策和問(wèn)題求解,是一種具有智能的邏輯單元。用Agent可以建立一些系統(tǒng)的控制模型,在分布式人工智能中,Agent之間通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接,Agent作為網(wǎng)絡(luò)上的智能節(jié)點(diǎn),構(gòu)成分布式多Agent系統(tǒng)(MAS)。多Agent系統(tǒng)具有適應(yīng)環(huán)境的動(dòng)態(tài)自組織能力,因而在許多領(lǐng)域受到重視。在一些環(huán)境中,Agent表示具有封閉功能以及能自主決策的功能實(shí)體,被稱(chēng)為自主體,Agent都通過(guò)網(wǎng)絡(luò)連接,通過(guò)相互傳遞消息進(jìn)行工作。自重構(gòu)單元模塊具有一定的自主控制、數(shù)據(jù)管理和通信能力,在這一點(diǎn)上它已發(fā)展成一種智能自主體。自重構(gòu)機(jī)器人是通過(guò)傳感器感知環(huán)境和自身狀態(tài),從而能在有障礙物環(huán)境中進(jìn)行面向目標(biāo)的運(yùn)動(dòng),并完成一定作業(yè)功能的系統(tǒng)。從人工智能的角度上來(lái)說(shuō),它能在某一環(huán)境中運(yùn)行,并能響應(yīng)環(huán)境的變化,靈活、自主地采取行動(dòng)以滿(mǎn)足其設(shè)計(jì)目標(biāo),所以可視其為一個(gè)智能體。但是,單智能體的資源、知識(shí)和自主能力有限,利用它來(lái)解決大型、復(fù)雜的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題,顯然已超出了其工作能力。因此,根據(jù)有限合理性理論,需要構(gòu)建一個(gè)多主體的智能系統(tǒng)組織,來(lái)協(xié)同解決單一主體無(wú)法解決的困難問(wèn)題。處理復(fù)雜事務(wù)最有力的工具是模塊化和抽象化,多主體系統(tǒng)則提供了這種能力。從生物智能的角度來(lái)看,智能不僅表現(xiàn)在單個(gè)個(gè)體的智能行為上,更表現(xiàn)在生物社會(huì)的各種組織以及整個(gè)社會(huì)的智能行為之中。因此,基于自重構(gòu)機(jī)器人的多智能體系統(tǒng)的構(gòu)建更能體現(xiàn)群體智能。按功能劃分,自重構(gòu)單元模塊是連接元、感知元(D)、通信元(C)、能源元(P)、控制元(I)、運(yùn)動(dòng)元(M)、規(guī)則庫(kù)及知識(shí)庫(kù)組成的。各部分的功能如下:連接元實(shí)現(xiàn)模塊的連接和分離;通信元用來(lái)實(shí)現(xiàn)Agent間直接或間接的重要信息的傳遞;能源元為模塊的元件和運(yùn)動(dòng)提供能量;控制元實(shí)現(xiàn)對(duì)外界感知反應(yīng)和對(duì)其他Agent傳來(lái)的信息進(jìn)行處理決策和控制,產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)序列;運(yùn)動(dòng)元實(shí)現(xiàn)模塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng);知識(shí)庫(kù)存儲(chǔ)Agent的能力和狀態(tài)、目標(biāo)任務(wù)等。控制元中要有目標(biāo)構(gòu)型的狀態(tài)、現(xiàn)在系統(tǒng)構(gòu)型的狀態(tài)、每個(gè)相鄰模塊的每個(gè)面的狀態(tài)、每個(gè)模塊的身份標(biāo)識(shí)。每個(gè)Agent可以自主地更新?tīng)顟B(tài),模塊只能讀取其他模塊的狀態(tài)而不能更改。1.2單元設(shè)計(jì)和單元模塊的設(shè)計(jì)同構(gòu)陣列式模塊的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要遵循兩個(gè)原則:①模塊的空間結(jié)構(gòu)對(duì)稱(chēng)性;②運(yùn)動(dòng)的靈活性和可實(shí)現(xiàn)性。首先,機(jī)器人在三維空間運(yùn)動(dòng)時(shí),必須保證模塊之間能夠準(zhǔn)確定位,以確保機(jī)器人整體的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能,這就要求模塊的結(jié)構(gòu)盡量具有各向同性,即空間結(jié)構(gòu)的對(duì)稱(chēng)性。其次,模塊還應(yīng)該具有足夠的運(yùn)動(dòng)自由度和驅(qū)動(dòng)能力,以保證單個(gè)模塊的運(yùn)動(dòng)靈活性,進(jìn)而能夠使整個(gè)機(jī)器人組合具有足夠的動(dòng)力學(xué)性能,能夠快速有效地到達(dá)所需的目標(biāo)構(gòu)型。在三維空間中,具有空間對(duì)稱(chēng)性的同構(gòu)陣列式空間結(jié)構(gòu)主要是正多面體,但是,多面體的面數(shù)越多,對(duì)整體結(jié)構(gòu)的組織和運(yùn)動(dòng)控制要求越高,實(shí)現(xiàn)的困難就越大。因此,選擇正立方體作為模塊的外部結(jié)構(gòu),不但能夠很好地滿(mǎn)足同構(gòu)陣列式的形狀要求,而且控制簡(jiǎn)單,在空間操作中可以任意地連接、組合、互換和擴(kuò)展,從而改變整體構(gòu)型,滿(mǎn)足環(huán)境及操作任務(wù)的需要。綜合考慮,本文設(shè)計(jì)了一種三維的同構(gòu)陣列式自重構(gòu)機(jī)器人M-Cubes。該機(jī)器人借鑒了日本的3D-Unit,并對(duì)單元模塊的內(nèi)部傳動(dòng)機(jī)制、模塊的對(duì)接方法和控制系統(tǒng)硬件進(jìn)行了改進(jìn),使得機(jī)構(gòu)更緊湊,對(duì)接更可靠,控制更簡(jiǎn)單。單元模塊由基礎(chǔ)立方體和連接件構(gòu)成,每一個(gè)模塊有12個(gè)自由度,其中6個(gè)自由度為連接件的旋轉(zhuǎn),另外6個(gè)自由度為銷(xiāo)的平移。模塊中心為一個(gè)基礎(chǔ)立方體,它的內(nèi)部主要為傳動(dòng)系統(tǒng),如圖1a所示,在基礎(chǔ)立方體每一個(gè)表面都依附一個(gè)連接件,通過(guò)連接件進(jìn)行模塊間的連接和運(yùn)動(dòng)。每個(gè)連接件可以獨(dú)立地旋轉(zhuǎn),它們由連接機(jī)構(gòu)與分離機(jī)構(gòu)和相鄰模塊進(jìn)行連接和分離,通過(guò)這種連接,可以實(shí)現(xiàn)任意的立方體結(jié)構(gòu)。構(gòu)型的變化是通過(guò)連接面的旋轉(zhuǎn)、銷(xiāo)的連接和分離完成的,模塊可以通過(guò)連接件的旋轉(zhuǎn)來(lái)運(yùn)載相鄰模塊,我們稱(chēng)前者為這個(gè)運(yùn)動(dòng)的載體模塊,后者為負(fù)載模塊。在運(yùn)動(dòng)中,載體模塊的連接面必須被另一相鄰模塊支撐,稱(chēng)該模塊為運(yùn)載模塊,如圖1b所示,每個(gè)模塊的作用在重構(gòu)過(guò)程中是動(dòng)態(tài)變化的。2監(jiān)控器2.1分布式控制模型MAS的體系結(jié)構(gòu)是指系統(tǒng)中Agent間的信息關(guān)系和控制關(guān)系,以及問(wèn)題求解能力的分布模式,它是結(jié)構(gòu)和控制的有機(jī)結(jié)合,是提供Agent活動(dòng)和交互的框架。它描述了組成Agent的基本成分及其應(yīng)用、各成分的聯(lián)系及交互機(jī)制等。自重構(gòu)機(jī)器人的控制結(jié)構(gòu)可以分為兩類(lèi),即集中式和分布式。集中式控制系統(tǒng)中只有一個(gè)中央控制器,中央控制器對(duì)系統(tǒng)所有模塊進(jìn)行控制;分布式控制系統(tǒng)中每個(gè)模塊都有一個(gè)隨行的控制器。根據(jù)控制器處理信息的范圍,分布式控制又可分為全局信息的分布式控制和局部信息的分布式控制。集中式控制是機(jī)器人的傳統(tǒng)控制方式,但由于其魯棒性差、擴(kuò)展不便,以及對(duì)任務(wù)的適應(yīng)性不靈活等,從而降低了自重構(gòu)機(jī)器人的性能。和集中式控制相比,分布式控制把規(guī)劃和控制的任務(wù)分擔(dān)到每個(gè)模塊,增加了魯棒性,全局信息的分布式控制需要模塊可靠的通信,隨著模塊數(shù)目的增加,系統(tǒng)的通信會(huì)造成模塊處理器的很大負(fù)擔(dān),處理耗費(fèi)成指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)。基于局部信息的分布式控制由于只和相鄰模塊通信,使系統(tǒng)具有很強(qiáng)的魯棒性和可擴(kuò)展性,而且通信量較小,比較適合自重構(gòu)機(jī)器人的特點(diǎn)。自重構(gòu)機(jī)器人本質(zhì)上是一個(gè)非線(xiàn)性復(fù)雜系統(tǒng),使得傳統(tǒng)的控制算法難以解決機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)和變形規(guī)劃問(wèn)題。從復(fù)雜系統(tǒng)的觀點(diǎn)來(lái)看,模塊間局部的相互作用而表現(xiàn)出整體的復(fù)雜行為稱(chēng)為突現(xiàn),我們稱(chēng)這種控制為突現(xiàn)控制。突現(xiàn)性是系統(tǒng)非線(xiàn)性作用的集中體現(xiàn),是復(fù)雜性的重要體現(xiàn)。元胞自動(dòng)機(jī)的固有特征就是具有突現(xiàn)計(jì)算功能,很容易直接描述單元間的相互作用,非常適合于模擬自重構(gòu)機(jī)器人單元模塊之間的這種突現(xiàn)控制。突現(xiàn)控制系統(tǒng)中各Agent處于平等地位,彼此之間的協(xié)調(diào)通過(guò)各Agent內(nèi)部的推理機(jī)和Agent之間的多次交互實(shí)現(xiàn),這種協(xié)調(diào)方式適合于研究由理性Agent組成的MAS,從而更好地模擬了人類(lèi)社會(huì)。采用突現(xiàn)控制,每個(gè)Agent都是對(duì)等的,程序結(jié)構(gòu)完全一樣。突現(xiàn)控制模型定義如下:①所有的模塊都具有相同的控制器;②每一個(gè)控制器都知道終止構(gòu)型和當(dāng)前位置,以及一系列包括當(dāng)前全局構(gòu)型的估計(jì);③在每一步中,兩個(gè)相鄰模塊間可以交換狀態(tài)信息;④每一個(gè)控制器根據(jù)它的局部信息、不完全的或者延遲的全局信息決定移動(dòng)到何處;⑤由于模擬傳感和運(yùn)動(dòng)約束的沖突導(dǎo)致一個(gè)移動(dòng)沒(méi)有完成,控制器將會(huì)通過(guò)傳感器通知,允許修正輸出。2.2數(shù)字i/o控制及裝復(fù)式控制單元要完成模塊的運(yùn)動(dòng),每個(gè)單元模塊必須要有自己的驅(qū)動(dòng)及控制系統(tǒng),包括電機(jī)驅(qū)動(dòng)、處理器、傳感器、通信和電源等。硬件的選擇對(duì)系統(tǒng)的性能和控制方式具有較大的影響,本文綜合國(guó)外的幾種典型控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)情況,主要針對(duì)處理器、傳感器用途、通信方式、控制方式和重構(gòu)形式進(jìn)行了比較,為我們選擇硬件系統(tǒng)時(shí)提供參考和對(duì)比,如表1所示。為了研究自重構(gòu)機(jī)器人的運(yùn)動(dòng)、變形算法及控制方式,本文設(shè)計(jì)了一種針對(duì)分布式的控制系統(tǒng),系統(tǒng)中所有模塊都是對(duì)等的,且只和相鄰模塊交換信息時(shí)屬于突現(xiàn)控制系統(tǒng)。本次系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目標(biāo)是針對(duì)突現(xiàn)控制系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的,模塊之間通過(guò)紅外傳感器進(jìn)行通信,單元模塊的整體硬件結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示。每一個(gè)模塊的電子電路提供了隨行計(jì)算、IR通信、傳感器輸入和電機(jī)控制等功能。一個(gè)特別的微控制器板被設(shè)計(jì)用來(lái)處理模塊間通信和I/O控制,處理器采用TI公司的TMS320LF2407A,運(yùn)行在30MHz的頻率下,數(shù)據(jù)存儲(chǔ)器的容量為32kB,程序存儲(chǔ)器的容量為32kB,EEPROM的容量為8kB,數(shù)字I/O用來(lái)輸入外部傳感器的信號(hào)和控制外部的ULN2803放大器,驅(qū)動(dòng)電子開(kāi)關(guān)。電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制電路采用PWM控制H橋來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)直流電機(jī)的高精度伺服控制,它通過(guò)串口和微控制板進(jìn)行通信,硬件電路控制板如圖3所示。連接件的期望位置和速度通過(guò)閉環(huán)控制來(lái)實(shí)現(xiàn),閉環(huán)增益可以通過(guò)上位機(jī)來(lái)調(diào)節(jié)。基礎(chǔ)立方體內(nèi)部控制系統(tǒng)的主要組成部分包括帶減速器的直流有刷電機(jī)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路板和微控制器板以及接口電路板。紅外線(xiàn)發(fā)射器和接收器以及電氣接口安裝在連接件上。MaxonR35直流有刷電機(jī)直徑只有22mm,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩達(dá)到了119mN·m,配有146∶1的三級(jí)行星齒輪減速器,可提供最大23N·m的連續(xù)轉(zhuǎn)矩和30N·m的瞬間轉(zhuǎn)矩。每個(gè)自重構(gòu)單元模塊必須能夠和相鄰模塊進(jìn)行通信以交換信息。為了進(jìn)行通信,每個(gè)連接面上安裝有4對(duì)紅外收發(fā)探頭,如圖4所示。通信設(shè)施的要求是:只要兩個(gè)模塊相鄰,不管是否連接,都要能夠保持通信,從而能夠交互信息,所以每個(gè)連接件上只有2對(duì)紅外收發(fā)裝置是不能完成這個(gè)任務(wù)的,必須要有4對(duì)紅外收發(fā)裝置。通信是通過(guò)每個(gè)連接面上的紅外通信和微控制板上的異步串口來(lái)實(shí)現(xiàn)的,每個(gè)連接面包括4對(duì)IR發(fā)射和接收器件,允許模塊在20cm以?xún)?nèi)的范圍內(nèi)進(jìn)行通信,這些元件通過(guò)GMS8125(一種多串口擴(kuò)展元件)將信號(hào)輸入DSP,每個(gè)串口的分配如圖5所示。通過(guò)以下方法可知道每個(gè)連接件當(dāng)前所處的位置:用一個(gè)光電開(kāi)關(guān)給定每個(gè)連接件一個(gè)初始位置,給每個(gè)連接件分配一個(gè)存儲(chǔ)空間以保存它們的位置值,每個(gè)連接件分別旋轉(zhuǎn),假如模塊的6個(gè)連接件同時(shí)處于初始位置,則對(duì)連接件Si旋轉(zhuǎn)90°,并將這個(gè)角度位置進(jìn)行保存,如果要和相鄰模塊進(jìn)行連接,則發(fā)出消息詢(xún)問(wèn)該模塊的連接件Sj的位置,如果是0或180°,則可直接相連,若不是,則Si面再旋轉(zhuǎn)90°即可相連。當(dāng)相鄰模塊的連接件滿(mǎn)足對(duì)接要求時(shí),控制器通過(guò)I/O接口控制電磁離合器,原來(lái)處在連接件內(nèi)部的銷(xiāo)運(yùn)動(dòng)出來(lái),插入對(duì)方連接件的孔中,由于插孔上有一個(gè)斜面,插針腳只需要很小的推力就可以進(jìn)入插孔,兩個(gè)面對(duì)接成功后,只要保持控制器的該端口的狀態(tài),則兩個(gè)連接面的狀態(tài)就會(huì)保持不變。由于在插腳設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮了分離的情況,使得模塊的分離比較簡(jiǎn)單。實(shí)際上,只要控制器的該I/O接口狀態(tài)修改,電磁離合器松開(kāi),銷(xiāo)被縮回,兩個(gè)模塊的連接面就解耦。根據(jù)控制的需求,每個(gè)連接件需要4路I/O接口(限位開(kāi)關(guān)作為旋轉(zhuǎn)面的零點(diǎn)起始位置需要1路I/O接口控制,連接件的離合器控制需要1路I/O接口控制,銷(xiāo)的離合器控制需要2路I/O接口控制)。DSP具體的I/O接口分配是:IOPB0～I(xiàn)OPB5用作接收6個(gè)旋轉(zhuǎn)面的限位開(kāi)關(guān)信號(hào),方向是輸入;IOPC2～I(xiàn)OPC7用來(lái)控制旋轉(zhuǎn)面的電磁閥,方向是輸出;IOPE2～I(xiàn)OPE7用來(lái)控制銷(xiāo)的電磁閥1,方向是輸出;IOPF2～I(xiàn)OPF7用來(lái)控制銷(xiāo)的電磁閥2,方向是輸出。3變形方法3.1模塊化的實(shí)現(xiàn)方法自重構(gòu)過(guò)程由2層運(yùn)動(dòng)規(guī)劃控制器來(lái)控制,上層規(guī)劃控制產(chǎn)生系統(tǒng)模塊的整體運(yùn)動(dòng)路徑,從一種構(gòu)型變化到另一種構(gòu)型,下層規(guī)劃對(duì)上層規(guī)劃產(chǎn)生的路徑進(jìn)行執(zhí)行,完成每個(gè)模塊的動(dòng)作。下層規(guī)劃主要完成相鄰模塊的基本動(dòng)作,這主要包括模塊間的連接與分離、模塊的90°倍數(shù)的旋轉(zhuǎn)。模塊間的連接的實(shí)現(xiàn)方法如下:相鄰面上的兩個(gè)銷(xiāo)互相伸入到對(duì)方的兩個(gè)孔中,通過(guò)孔內(nèi)部自鎖裝置保持銷(xiāo)固定,使相鄰兩個(gè)面結(jié)為一體;模塊間的分離的實(shí)現(xiàn)方法如下:連接在一起的兩個(gè)相鄰面中的銷(xiāo)互相從對(duì)方孔中退出,使兩個(gè)面相互脫離,以便單個(gè)模塊的運(yùn)動(dòng);模塊的旋轉(zhuǎn)原理如圖1b所示,相鄰2個(gè)模塊的連接件通過(guò)銷(xiāo)的耦合后,可以進(jìn)行任意角度的旋轉(zhuǎn),由于同構(gòu)陣列的關(guān)系,規(guī)定旋轉(zhuǎn)的角度必須是90°的倍數(shù)?；具\(yùn)動(dòng)的一個(gè)仿真示意如圖6所示。模塊的基本運(yùn)動(dòng)可以通過(guò)調(diào)用子程序來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)的構(gòu)型有兩種初始條件設(shè)定:①模塊初始都是連接的;②所有模塊都處在原始狀態(tài),互不相連。初始條件②比較復(fù)雜,包含問(wèn)題較多。通過(guò)調(diào)用三個(gè)函數(shù)來(lái)完成模塊的動(dòng)作,即attach(Mi、Mj),rotate(Mi.Sx,angle,direction)、detach(Mi,Mj),這三個(gè)函數(shù)分別表示Mi、Mj的連接件連接,模塊Mi順時(shí)針/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn),Mi、Mj模塊相鄰連接件分離。3.2基于空間格局的訓(xùn)練由上述分析可知,把每一個(gè)模塊作為一個(gè)智能元胞,則由M-Cubes模塊組成的自重構(gòu)機(jī)器人可視作一個(gè)元胞自動(dòng)機(jī),在不考慮模塊的重力、摩擦力、速度及慣性等因素下,建立了基于元胞自動(dòng)機(jī)(CA)的自重構(gòu)機(jī)器人模型。該模型是一個(gè)三維的元胞自動(dòng)機(jī)模型,其原理如圖7所示。模型中所有元胞從時(shí)間t到t+1的狀態(tài)轉(zhuǎn)移完成一次空間過(guò)程,空間格局是單元模塊的空間分布和組合,在自重構(gòu)機(jī)器人中,空間過(guò)程就是元胞在空間上的排列組合,即構(gòu)型,顯然,每一空間過(guò)程的結(jié)果就是更新原有的空間構(gòu)型,即改變?cè)械目臻g格局。用CA解決自組織優(yōu)化問(wèn)題的關(guān)鍵在于確定CA的演化規(guī)則,不同的CA演化規(guī)則決定了最終系統(tǒng)組織形態(tài)的不同。系統(tǒng)能否達(dá)到最優(yōu)狀態(tài)取決于是否有恰當(dāng)?shù)难莼?guī)則。Buttler等直接通過(guò)已知的相關(guān)幾何關(guān)系導(dǎo)出演化規(guī)則,對(duì)晶格式模塊化機(jī)器人進(jìn)行了仿真和試驗(yàn),由于受獲取規(guī)則條件的限制,只能完成有限的運(yùn)動(dòng),變形能力適應(yīng)性比較差。筆者通過(guò)模塊在有障礙物和無(wú)障礙物的情況下獲取的數(shù)據(jù)對(duì)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,提取了CA的演化規(guī)則,運(yùn)用該規(guī)則的一個(gè)運(yùn)動(dòng)示例如圖8所示(只選取其中5個(gè)步驟),但是這種方法要求的訓(xùn)練數(shù)據(jù)巨大,獲取困難。遺傳算法等優(yōu)化算法在大規(guī)模的空間搜索中具有很大的優(yōu)勢(shì),可以用來(lái)從規(guī)則集合中按特定目標(biāo)優(yōu)選出規(guī)則,但進(jìn)化的過(guò)程受到模塊之間的物理約束及系統(tǒng)質(zhì)量守恒定理的限制,是一個(gè)比較復(fù)雜的