刘伟
人机环境系统智能中的“计算+算计”与“态势感知+势态知感” 精选
2025-5-9 14:30
阅读:2388

在人机环境系统智能中,“计算+算计”与“态势感知+势态知感”是两个重要的概念,涉及人、AI和环境混合智能决策的协同作用,可以从系统智能与环境互动的角度来进行解析。

计算通常指的是人工智能和计算机系统对大量数据进行处理、分析和推理的能力,涉及通过数学模型、算法和数据处理来模拟或优化环境中的某些现象或行为,如基于大数据分析、深度学习和机器学习算法的计算方法,可以帮助人工智能从复杂的数据集中提取有意义的模式和信息。算计强调的是策略性决策和精心设计的计划,一般是指在复杂和不确定环境中,人机系统根据当前的信息和计算结果,进行的智能决策和战略规划,在军事、金融或自动化系统中,算计可以指系统如何在多个可能的决策路径中选择最优路径,达到目标。当“计算”和“算计”结合时,人机智能不仅仅是处理数据,还在于如何将这些数据转化为有意义的行动策略或计划,这也意味着系统在执行时,不仅考虑当前的计算结果,还会根据系统的目标、约束和环境动态调整自己的行为策略。

态势感知指的是系统对外部环境、操作对象或情境的感知和理解,在人机环境系统中,态势感知涉及对各种信号和数据(如传感器信息、视频流、环境变化等)的实时收集、分析和综合,从而形成对当前状态的全面了解,如自动驾驶系统中,态势感知包括对道路状况、交通标志、其他车辆的检测与判断。势态知感强调的是对状态变化的预知和趋势的感知,并且能够在系统决策时理解这些趋势对未来情境的影响,也就是说,势态知感是对未来状态的预测能力,系统不仅能感知当前环境,还能通过历史数据、实时信息和推理能力,预测环境将如何变化并作出相应的调整。“态势感知”与“势态知感”结合时,人机智能系统可以通过即时获取和处理环境数据,理解和预测动态环境中的趋势和变化,系统不仅依赖当前的感知信息,还能根据历史数据和模型预测未来的变化,从而优化决策过程,如在智能军事或智能城市管理系统中,结合这两个概念可以帮助做出更为精准的应急响应决策或长期规划决策。

计算+算计“着眼于通过计算的手段制定高效的策略和优化决策,确保系统在多变环境中的最佳行为。“态势感知+势态知感”强调对当前和未来环境的理解和预测,帮助系统进行更加前瞻性的决策。在实际应用中,这两对概念往往是互相依存的。通过计算算计,系统能够在复杂的环境中做出智能决策,同时通过态势感知势态知感,系统可以不断调整策略以应对未来的变化和潜在挑战,从而实现更高效和智能的运作。这种结合使得人机环境系统不仅具备当前环境的处理能力,还能够动态适应未来的环境变化,达到优化目标的效果。

案例1:智能家居空调系统(计算+算计)

传统方式(纯计算):空调通过传感器获取室内温度数据(如30°C),若设定目标为26°C,系统会直接启动制冷模式,直到温度达标后停止。这属于典型的“计算”——基于数据和固定规则执行动作。

新体系(计算+算计):(1) 计算(数据驱动),实时收集温度、湿度、用户作息时间、天气预测等数据;发现用户每天下午6点回家,且室外温度将在傍晚骤降。(2)算计(策略推理),结合用户习惯和外部信息,主动优化策略,若傍晚室外温度会降到25°C,空调不会立即制冷,而是建议开窗通风(节能);若用户习惯回家后运动,空调会提前将湿度调整到舒适区间。通过“算计”权衡能耗、舒适度和用户偏好,动态调整策略。传统空调只是机械执行温度调节,而新体系能主动推理用户需求,甚至预判未来变化,像“管家”一样思考。

案例2:自动驾驶汽车(态势感知+势态知感)

传统方式(态势感知):汽车通过摄像头、雷达感知周围车辆的位置、速度和距离(例如:前方卡车突然减速),系统会立即刹车以避免碰撞。这属于对物理环境的实时感知和反应。

新体系(态势感知+势态知感):(1)态势感知(物理环境识别),检测到右侧车道有车靠近,且对方转向灯闪烁。(2)势态知感(意图与逻辑推理),分析对方车辆的意图:是否要变道?是否有紧急情况?结合场景推测:如果对方频繁贴近车道线且加速,可能意图强行超车;综合决策:主动减速让行,而非仅依赖刹车距离计算。传统自动驾驶只能被动应对显性危险,而新体系能像人类司机一样理解其他车辆的“潜在意图”,提前采取柔性策略(如让行、鸣笛提醒),避免机械式急刹导致的连环问题。

小结一:

在人机环境系统智能生态中,计算涉及数据采集、规则执行(如空调制冷、汽车刹车)。算计是结合经验、意图和未来预测的策略生成(如空调预判用户需求、汽车预判他车意图),两者的关系表现为计算是“四肢”,算计是“大脑”,二者协同实现灵活智能。态势感知为识别物理环境(如温度、车辆位置)。势态知感则是理解环境背后的逻辑和意图(如用户习惯、他车驾驶风格),感知是“看见”,知感是“看懂”,从被动反应升级为主动预判。这种体系让机器不再只是“工具”,而是能像人类一样“思考场景、权衡策略”,最终实现更人性化、更高效的智能。

例3:外卖配送路线规划(计算+算计)

传统方式(纯计算):外卖平台根据实时路况(如某路段拥堵)和距离,用算法算出最短路线。比如系统发现A路线比B路线快2分钟,直接指派骑手走A路线。但是,如果A路线看似快,但实际有临时修路(地图未更新),或骑手知道B路线有捷径(系统未收录),机械执行反而更慢。

新体系(计算+算计):(1)计算,收集数据:路况、天气、历史配送时间、骑手反馈。(2)算计,骑手上报“B路口有小路可绕开拥堵”,系统将此经验纳入策略;预判雨天电动车易打滑,主动避开陡坡路段;发现某骑手擅长老旧小区配送,优先派单给TA。路线规划不仅是“算距离”,还结合人类经验和动态场景,像老司机一样“灵活应变”。

例4:智能音箱提醒孩子写作业(态势感知+势态知感)

传统方式(态势感知):音箱通过摄像头看到孩子坐在书桌前(感知“学习姿态”),到了晚上8点自动提醒:“作业时间到,请开始学习。”但是,孩子可能只是在书桌前发呆或玩手机,音箱无法判断真实状态,提醒可能无效甚至引发抵触。

新体系(态势感知+势态知感):(1)态势感知,摄像头捕捉孩子动作(如频繁低头看手机)、麦克风听到游戏音效、台灯亮度变化(是否在翻书)。(2)势态知感,结合多模态数据推理意图,“孩子实际在玩游戏,并未学习”;主动调整策略,若孩子已高效学习1小时,音箱提醒:“休息10分钟吧,我给你放首歌”;若孩子拖延,音箱联动家长手机发送提醒:“宝贝可能需要一点督促哦”。从“机械播报”升级为“理解场景+人性化干预”,像一个有经验的家庭教师。

小结二:

在人机环境系统智能生态中,计算依赖“已有数据”(如地图信息),算计补充“人类经验”(如骑手知道的小路),弥补数据盲区。态势感知看到“孩子在书桌前”,势态知感能判断“TA是否真的在学习”,理解意图;空调不只看当前温度,还结合天气预报;汽车不只看前车距离,还预判司机是否要变道,预测未来。让机器从“执行命令的工具”变成“能看懂场景、会权衡利弊的助手”,更接近人类“经验+逻辑”的综合决策模式。

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