1.2 机器人系统的核心组成与信息流

机器人系统的核心组成与信息流

机器人并非一个单一的整体，而是一个由多个相互作用、协同工作的子系统集成的复杂智能体。其核心设计思想可归结为实现“感知-决策-执行”的自主闭环。本小节旨在系统性地解构这一闭环，详细阐述构成现代机器人系统的三大功能模块——感知模块、决策与控制模块、执行模块，并剖析其间流动的关键信息流，从而为理解后续的建模与控制奠定基础。

1. 系统总览与定义

一个典型的机器人系统可以被定义为：一种在特定环境中，通过传感器感知内部状态与外部世界，经由控制器进行计算、规划与决策，并驱动执行器产生物理运动或操作，从而半自主或全自主地完成指定任务的机电一体化系统。

该系统的运行遵循“感知-决策-执行”这一基本原理，三者构成一个闭环，如图1所示。信息在此闭环中单向流动并形成反馈，使得机器人能够适应环境的不确定性和任务的变化。系统的性能、智能水平和自主程度，根本上取决于这三个模块的能力及其协同工作的效率。